ما هو القطع بالليزر وماهي فوائده
>
القطع بالليزر CNC هو طريقة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لقطع المعادن بمساعدة شعاع الليزر. تتميز هذه العملية بالعديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية ، بما في ذلك زيادة السرعة والدقة والدقة وتحسين السلامة. في هذه المقالة ، سنلقي نظرة على القطع بالليزر CNC ، وكيف يعمل ، وبعض فوائده.
ما هو القطع بالليزر CNC؟
يرمز CNC إلى "التحكم العددي بالكمبيوتر" ويشير إلى حقيقة أن الآلات مصممة ليتم تشغيلها بواسطة أجهزة الكمبيوتر. يتم استخدام الليزر لقطع المعدن أو البلاستيك لإنشاء أشكال أو أنماط دقيقة بمساعدة برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD). ليزر سي ان سي يتطلب القطع عمالة يدوية أقل من الأنواع الأخرى من طرق القطع، مما يجعلها أسرع وأكثر كفاءة.
كيف يعمل القطع بالليزر CNC؟
تبدأ العملية بتصميم ملف صورة في برنامج CAD. ثم يتم استيراد هذا الملف إلى وحدة التحكم بآلة القطع لتغذية تعليمات محددة لكيفية تحرك شعاع الليزر لتحقيق التخفيضات المرغوبة على المواد بناءً على المعلمات المحددة في برنامج CAD. شعاع الليزر قوي بما يكفي لإذابة المواد مع الحفاظ على المناطق الأخرى دون مساس. يمكنه بعد ذلك التتبع على طول المسارات أو نقش النص أو الأنماط على ركائز مثل الألواح المعدنية أو الأسطح البلاستيكية.
فوائد استخدام آلات القطع بالليزر CNC
هناك العديد من المزايا المرتبطة باستخدام آلات القطع بالليزر CNC مقارنة بتقنيات الأشغال المعدنية التقليدية:
قطع دقيق ودقيق: بفضل التقدم التكنولوجي ، يمكن توجيه الليزر بدقة إلى أجزاء صغيرة من المليمتر فيما يتعلق بعرض الشق (سمك المادة التي يتم قطعها). يتيح ذلك مستويات فائقة من الدقة والدقة عند إنتاج أشكال معقدة من الصفائح المعدنية أو غيرها من المواد.
سرعات عالية: تنتج أشعة الليزر سرعات أعلى من تلك التي تحققها الأدوات الميكانيكية التقليدية مثل المناشير أو المثاقب - حتى عند التفكير في وقت الدورة (الفترة بين البداية والنهاية). هذا يجعله أسرع للمشغلين الذين يعملون في مشاريع متعددة تتطلب تصميمات معقدة لها متطلبات جودة صارمة.
أمان محسّن: نظرًا لأن الليزر لا يتطلب اتصالًا بين جزأين مثل الأدوات التقليدية ، فهناك مخاطر أقل أثناء التشغيل حيث تظل كلتا اليدين حرتين أثناء الاستخدام - مما يعني أن الموظفين لا يحتاجون إلى تدريب متخصص سواء عند العمل باستخدام شفرات خطيرة ، وما إلى ذلك ، زيادة السلامة بشكل كبير مع تقليل تكاليف الإنتاج المرتبطة بالحوادث / الإصابات ، إلخ.
تقليل النفايات: مقارنة بالأدوات الميكانيكية ، التي تميل إلى نشر الحطام للخارج خلفها أثناء انتقالها عبر المواد ، يقوم الليزر بإخراج المواد المنصهرة إلى أسفل ، مما يقلل النفايات إلى حد كبير بسبب الحد الأدنى من تلف الحواف على الألواح / القطع المتبقية ، إلخ.
في الختام ، توفر ماكينات القطع بالليزر CNC مستويات محسّنة من الدقة ، والدقة ، والسرعة ، والأمان مقارنة بالطرق التقليدية - مما يؤدي إلى تحسين الإنتاجية دون المساومة على جودة المخرجات - مما يجعلها خيارًا مثاليًا للشركات التي تبحث عن حلول موثوقة عند العمل على متوسط إلى - مشاريع كبيرة الحجم تتطلب أشكالاً معقدة وتفاصيل معقدة من وقت لآخر ...
كيف يعمل القطع بالليزر
>
CNC (التحكم العددي بالكمبيوتر) آلة القطع بالليزر هي تقنية قطع يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر وتستخدم أشعة الليزر لقطع المواد مثل المعدن والبلاستيك. إنها تستخدم أشعة ليزر عالية التركيز لتسخين المادة إلى نقطة الانصهار بسرعة، مما يخلق حافة بدقة ودقة عالية. ستناقش هذه المقالة كيفية عمل آلات القطع بالليزر CNC، ومزاياها وعيوبها، وكيف يمكن استخدامها لإنشاء عناصر مخصصة.
ما هو القطع بالليزر CNC؟
يعد القطع بالليزر CNC أحد أكثر عمليات التصنيع شيوعًا المستخدمة اليوم. يتضمن استخدام شعاع ضوئي شديد التركيز لقطع الخشب أو المعدن إلى أشكال محددة. تبدأ العملية عندما يتم إرسال بيانات CAD من برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) إلى وحدة التحكم في الجهاز للمعالجة. ثم تقوم وحدة التحكم بتحريك رأس فوهة الماكينة على طول المحاور X و Y و Z لوضعها في إحداثيات دقيقة للقطع الدقيق.
يمكن لشعاع الضوء الناتج عن الليزر تسخين المواد على الفور تقريبًا إلى درجات حرارة تتجاوز 3000 درجة فهرنهايت ، مما يسمح لها بتقطيع المواد بسهولة مع اتباع الشكل أو النمط المطلوب بدقة. يؤثر نوع المادة المستخدمة على طاقة الليزر المطلوبة ؛ تتطلب المعادن طاقة أعلى ، عادةً ما بين 500 واط - 6000 واط ، بينما تحتاج المواد غير المعدنية إلى طاقة أقل ، عادةً أقل من 500 واط.
إيجابيات - سلبيات
بالمقارنة مع تقنيات التصنيع التقليدية مثل الطحن أو التوجيه أو النشر ، فإن القطع بالليزر CNC يقدم مزايا عديدة:
الدقة والدقة العالية: من خلال استخدام التصميمات الرقمية المخزنة على أجهزة الكمبيوتر بدلاً من القياسات اليدوية المأخوذة من القوالب المادية ، تظل الاختلافات من وظيفة إلى مهمة ضئيلة ، مما يؤدي إلى مستويات عالية من الدقة والدقة طوال دورة الإنتاج.
أوقات الإعداد السريع: نظرًا لأن أنظمة CNC الأوتوماتيكية لا تتطلب تقليل أوقات الإعداد اليدوي بشكل كبير ، يمكن برمجة أي أشكال معقدة في النظام للحصول على وقت إنتاج أسرع
تنتج الحد الأدنى من النفايات: على عكس تقنيات المعالجة الأخرى التي تنتج رقائق من نفايات المواد من آلة القطع بالليزر CNC ، فإن الحد الأدنى من المواد هو أنها تقطع بدقة ، ولا تترك ورائها أي مواد زائدة
ومع ذلك ، هناك بعض العيوب المرتبطة باستخدام هذه التقنية ، بما في ذلك:
التكاليف الأولية المرتفعة: قد تكون تكلفة الاستثمار الأولية لشراء نظام CNC باهظة الثمن بالنسبة للعديد من الشركات الصغيرة
البرمجة المعقدة المطلوبة: مطلوب مبرمج ماهر للبرمجة الناجحة للأجزاء الآلية دون تدخل يدوي
البرامج المتخصصة المطلوبة: يجب تثبيت منصات البرامج القائمة لتعمل بدقة وكفاءة.
ما هي أنواع المواد التي يمكن قطعها بالليزر
>
آلات القطع بالليزر CNC دقيقة وموثوقة بشكل لا يصدق ؛ يمكنهم قطع العديد من المواد بدقة. يمكنهم قص أي شيء من صفائح رقيقة من الورق إلى فولاذ سميك من الدرجة الصناعية. ستستكشف هذه المقالة أنواع المواد التي يمكن لآلات القطع بالليزر CNC قطعها وكيف تعمل.
تستخدم آلات القطع بالليزر CNC شعاع ليزر عالي الطاقة لإذابة المواد أو حرقها أو تبخيرها بدقة إلى الشكل المطلوب. يتم تثبيت المادة تقليديًا في مكانها باستخدام طاولة فراغ بها العديد من الثقوب الصغيرة لتمرير الحزمة. من المهم ملاحظة أنه لا يمكن قطع جميع المواد بالليزر. تشمل بعض المواد الأكثر شيوعًا المستخدمة في القطع بالليزر CNC الخشب والأكريليك والألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم والنحاس والنحاس.
يعد الخشب من أكثر المواد شيوعًا في القطع بالليزر حيث أنه فعال من حيث التكلفة ويسهل التعامل معه. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن بعض الأخشاب تحتوي على راتنجات يمكن أن تتداخل مع عملية القطع ، لذلك يجب توخي الحذر عند اختيار الخشب لمشروع ما. بالإضافة إلى ذلك ، قد يتطلب الخشب معالجة إضافية (مثل التلوين) لتحقيق المظهر المطلوب بعد اكتمال عملية القطع.
تعتبر الأكريليك خيارًا شائعًا آخر للقطع بالليزر CNC نظرًا لتعدد استخداماتها. تأتي الأكريليك بأشكال عديدة ، مثل زجاجي ولوسيت ، مما يجعلها مثالية لمشاريع اللافتات وإنشاء تركيبات عرض مخصصة أو حالات عرض. الأكريليك أيضًا غير مسامي ، مما يجعله سهل التنظيف والصيانة بمجرد قيام آلة CNC بقصها.
يعد الألمنيوم أحد أكثر المعادن شيوعًا في القطع باستخدام ماكينة CNC لأنه متين وخفيف الوزن ويوفر مقاومة ممتازة للتآكل مقارنة بالمعادن الأخرى مثل الفولاذ أو الحديد. غالبًا ما يتم اختيار الألومنيوم للتطبيقات التي تتطلب القوة ، ولكن يجب مراعاة تقليل الوزن ؛ يمكن أن تشمل هذه التطبيقات مشاريع بناء الطائرات أو بناء القوارب حيث يكون توفير الوزن مفيدًا ولكنه يحتاج أيضًا إلى القوة والمتانة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يصدأ الألمنيوم ، مما يجعله خيارًا مثاليًا للتطبيقات البحرية.
يعد الفولاذ المقاوم للصدأ خيارًا شائعًا آخر لآلات القطع بالليزر نظرًا لمقاومته للتآكل ومتطلبات الصيانة المنخفضة مقارنة بالمعادن الأخرى مثل الحديد أو النحاس. يعمل الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل جيد مع العناصر الأصغر مثل ملحقات المطبخ أو العناصر الأكبر مثل قطع غيار السيارات نظرًا لقدرته على تحمل درجات الحرارة القصوى مع الحفاظ على شكله تحت الضغط - مثالي للمنحوتات المعقدة أو التصميمات ثلاثية الأبعاد!
بسبب نقطة انصهاره العالية ، يعتبر التيتانيوم من أصعب المواد للعمل معها. ومع ذلك ، فقد اكتسب شعبية متزايدة بين المصممين الصناعيين نظرًا لمستوى قوته العالي مقارنة بالمعادن التقليدية مثل الألومنيوم أو النحاس دون أي عقوبات وزن إضافية مرتبطة باستخدامه بدلاً من المعادن الثقيلة الأخرى مثل سبائك الحديد المطلوبة عادةً للمكونات الهيكلية منذ ذلك الحين سوف تصمد مكونات سبائك التيتانيوم لفترة أطول من الخيارات المعدنية الأخرى بينما تظل خفيفة الوزن بدرجة كافية بحيث تكون هناك قيود أقل على قدرات الحمولة أثناء عمليات النقل.
تشمل المواد الأخرى المستخدمة بشكل شائع في القطع بالليزر CNC النحاس والنحاس ومركبات ألياف الكربون مثل مادة لوحة G10 / FR4 (شائعة الاستخدام في مشاريع الإلكترونيات) ونسيج Kevlar (المستخدم في الدروع الباليستية والملابس الواقية الأخرى) وألواح الأسيتات (غالبًا ما يتم تطبيقها فوق الزجاج الأمامي والنوافذ للسيارة) وحتى الزجاج! تساعد معرفة نوع المواد التي تحتاجها مسبقًا على ضمان أن يظهر مشروعك بالطريقة التي تريدها بالضبط - لذا خذ وقتك وقم بأبحاثك قبل الاستقرار على أي نوع معين من المواد!
النحاس كمادة للقطع بالليزر
>
عندما يتعلق الأمر بالقطع بالليزر ، فإن النحاس هو خيار شائع ، خاصة في صناعة القطع بالليزر CNC. بفضل متانته وقوته ، أصبح النحاس مادة مثالية لإنشاء أشكال معقدة بدقة. في منشور المدونة هذا ، سنستكشف بعض مزايا استخدام النحاس في القطع بالليزر CNC وقيوده.
مزايا استخدام النحاس في القطع بالليزر CNC
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لاستخدام النحاس في القطع بالليزر CNC في أنه متين وقوي للغاية. هذا يجعلها مثالية لإنشاء أشكال وخطوط معقدة بدقة ودقة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن النحاس يمكن أن يتحمل درجات الحرارة المرتفعة ، فإنه يمكن أن يتطلب إعدادات طاقة على الأجسام الكبيرة.
فائدة أخرى لاستخدام النحاس في القطع بالليزر CNC هي أنه يوفر جودة حواف أعلى من المواد الأخرى ، مثل الفولاذ أو الألومنيوم. تكون الحواف أكثر سلاسة بشكل عام ، مما يسمح بقطع أكثر دقة وتشطيبات سطح أفضل عند اللحام أو العمليات الأخرى أسفل الخط.
أخيرًا ، النحاس متعدد الاستخدامات بشكل لا يصدق ويمكن استخدامه لبناء العديد من الأجزاء ، من المكونات الصغيرة مثل الغسالات إلى القطع الهيكلية الكبيرة مثل الحزم أو الإطارات. تتميز بموصلية حرارية رائعة ، مما يجعلها مفيدة عند العمل مع أشعة الليزر عالية الطاقة التي تحتاج إلى أنظمة تبريد فعالة.
حدود النحاس في القطع بالليزر CNC
على الرغم من مزاياها العديدة ، إلا أن بعض العيوب ترتبط باستخدام النحاس في القطع بالليزر CNC. أولاً ، بسبب ليونة النحاس وقابليته للتطويع ، يتشوه النحاس بسهولة عند تعرضه للتغيرات الحرارية أو الإجهاد الميكانيكي أثناء عمليات التصنيع مثل الحفر أو ثقب الثقوب في الأجزاء. هذا يعني أنه يجب توخي مزيد من الحذر عند تشكيل المكون حتى لا تزيد من تمدد المادة ، مما قد يؤدي إلى تشقق أو تزييف الخط.
من المهم أيضًا ملاحظة أن النحاس له نقطة انصهار أقل من المعادن الأخرى مثل الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ. إنه يمثل صعوبات أثناء عمليات اللحام حيث قد تكون درجات الحرارة المرتفعة ضرورية لعملية الانضمام الناجحة. أخيرًا ، نظرًا لخصائص الموصلية الكهربائية والحرارية العالية ، غالبًا ما يكون من الصعب نقش أنماط مفصلة بدقة على السطح دون المخاطرة بالتلف الناتج عن تراكم الحرارة أو انقطاع الأسلاك المتكرر بسبب قصر الدائرة.
مميزات استخدام النحاس في القطع بالليزر
>
أصبحت آلات القطع بالليزر CNC ذات شعبية متزايدة لمجموعة واسعة من أغراض التصنيع والتصنيع. يمكنهم قطع المواد المختلفة ، بما في ذلك الخشب والبلاستيك والمعدن. أحد المواد المفيدة بشكل خاص لهذه الآلة هو النحاس نظرًا لقدرته الفريدة على توصيل الطاقة وتوفير عمليات قطع سلسة. سنناقش أدناه بعض مزايا استخدام النحاس في آلات القطع بالليزر CNC.
الموصلية العالية
واحدة من أكثر مزايا استخدام النحاس وضوحًا في آلات القطع بالليزر CNC هي الموصلية العالية. تسمح هذه الخاصية بنقل الطاقة بسرعة وبشكل متساوٍ عند تعرضها لأشعة الليزر. يمكن للمادة أن تمتص الحزم عالية الطاقة ثم توجهها عبر بصريات الماكينة مما يؤدي إلى قطعها بسهولة ودقة. هذا يجعل النحاس مثاليًا للأشكال أو التصاميم المعقدة التي تحتاج إلى قطع دقيقة بهامش ضئيل للخطأ.
مقاوم للحرارة
ميزة أخرى لاستخدام النحاس في آلات القطع بالليزر CNC هي قدرته على مقاومة الحرارة بشكل أفضل من المعادن الأخرى ، مثل الألومنيوم أو الفولاذ. كما أن لديها مقاومة جيدة للصدمات الحرارية ، مما يعني أنه يمكنها التعامل مع التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة دون تكسير أو تشوه بنفس السهولة التي قد تفعلها المواد الأخرى عند تعرضها لدرجات حرارة قصوى ناتجة عن الليزر أثناء قطع القطع المعدنية. يسمح ذلك باستخدامه في التطبيقات التي يجب الحفاظ على الدقة فيها حتى في ظل درجات حرارة متفاوتة خلال مراحل العملية المختلفة.
فعالية التكلفة
نظرًا لأنه من السهل نسبيًا الحصول على النحاس مقارنة بالمعادن الأخرى مثل الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، فإنه يميل إلى أن يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة عند استخدامه مع آلة القطع بالليزر CNC. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأنها توصل الحرارة جيدًا وهي أسهل في البصريات مقارنة بالمواد الأخرى التي تتطلب مستويات طاقة أعلى ، فقد تجد أن تكاليف الطاقة لديك أقل مما كانت عليه إذا كنت تستخدم مادة أخرى لإجراء عمليات القطع بدقة وكفاءة بنفس القوة إعدادات المستوى.
كل هذه العوامل تجعل النحاس موردا قيما لأولئك الذين يريدون نتائج موثوقة ودقيقة من آلة القطع بالليزر CNC الخاصة بهم ولكنهم لا يرغبون في إنفاق ثروة على مواد باهظة الثمن قد لا تقدم فائدة أكبر بكثير مما يقدمه النحاس القياسي بالفعل بسعر مناسب.
عيوب استخدام النحاس في القطع بالليزر
>
أصبح استخدام النحاس في آلات القطع بالليزر شائعًا بشكل متزايد في السنوات الأخيرة نظرًا لجودته العالية وقدرته على قطع المواد الأكثر صلابة. ومع ذلك ، هناك بعض عيوب استخدام النحاس عندما يتعلق الأمر بالقطع بالليزر والتي يجب مراعاتها قبل تحديد المادة التي يجب استخدامها.
أولاً ، النحاس شديد الانعكاس ، مما قد يسبب مشاكل مع الليزر. عندما يمر شعاع الليزر عبر المعدن ، فإنه ينعكس عن السطح ويمكن أن يتسبب في انحراف الحزمة أو اختلالها. قد يؤدي هذا إلى قطع منتج غير متساوٍ أو شكل غير دقيق.
ثانيًا ، يعتبر النحاس معدنًا أكثر نعومة ، لذلك عند قطعه بآلة الليزر ، يمكن أن ينتج نتوءات أكثر من المعادن الأخرى مثل الفولاذ أو الألومنيوم. هذا يعني أنه يجب إيلاء مزيد من الاهتمام لضمان إزالة جميع النتوءات والنقاط الحادة من المنتج النهائي ، حيث يمكن أن تخلق خطرًا على أي شخص يتعامل معها.
ثالثًا ، نظرًا لنعومته وقابليته للتطويع ، يتعرض النحاس للتمدد أو التشويه عند قيام آلة الليزر بقطعه. وهذا يجعل القياسات الدقيقة أمرًا صعبًا وقد ينتج عنه أشكال غير دقيقة إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح.
أخيرًا ، يتطلب استخدام النحاس في عملية القطع بالليزر إجراءات أمان إضافية. يمكن أن تكون الحرارة المتولدة أثناء القطع بالليزر عالية بما يكفي للتسبب في حروق إذا لامس أي شخص بطريق الخطأ أي جزء من الماكينة أو مكوناتها أثناء عملها. لهذا السبب ، يجب اتخاذ احتياطات إضافية مثل ارتداء ملابس واقية والتأكد من إبلاغ جميع المشغلين ببروتوكول السلامة المناسب عند تشغيل هذه الأنواع من الآلات.
على الرغم من عيوبه ، إلا أن النحاس يظل من أفضل المواد لآلات القطع بالليزر نظرًا لجودته العالية ومتانته. يمكن أن يساعد فهم جميع المخاطر المحتملة المرتبطة باستخدام هذا النوع من المواد في ضمان سير العملية بسلاسة وكفاءة مع الحفاظ على سلامة الجميع في جميع الأوقات.
