March 5, 2024
يجعلها الألومنيوم خفيفة الوزن، ودائمة، وقوة، وغيرها من الخصائص المواد العليا في العديد من الصناعات، الأكثر شيوعا هي الإلكترونيات والسيارات والهندسة المعمارية والفضاء الجوي.المادة متوافقة مع العديد من طرق التصنيع مثل معالجة CNC، صب الموت، ومؤخراً، العملية الشائعة لقطع الألومنيوم بالليزر.
كل طريقة تصنيع لها آلية فريدة من نوعها، وتطبيقها، والمنتج النهائي. ومع ذلك، قطع الألومنيوم هو عملية ملحوظة معروفة لتعدديتها، ودقة،وملاءمتها لأجزاء الألومنيوم ذات التصاميم المعقدةدعونا ننظر في عملية قطع الألومنيوم بالليزر، وتطبيقاتها العملية، والعوامل التي تؤثر على العملية.
القطع بالليزر هو عملية تصنيع تستخدم أشعة ليزر لقطع مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك البلاستيك والمعادن والمواد المركبة.تتضمن العملية استخدام آلة قطع ليزر التي تولد شعاع ليزر مركز للغاية ومكثف من الطاقة الحرارية العالية التي تذوبتبخر أو تحترق من خلال مواد القطع بالليزر.
قد تتساءل عما إذا كان القطع بالليزر يمكن أن يقطع الألومنيوم. نعم، فإنه يمكن أن يقطع مواد الألومنيوم من أنواع مختلفة والسبائك بسبب نقطة انصهار منخفضة للمواد والمهارة المرتبطة بالعملية.
قطع الألومنيوم بالليزر هو شائع مثل عمليات التصنيع الأخرى، مثل معالجة CNC.إنه يتعامل بفعالية مع التصاميم المعقدة لأجزاء الألومنيوم دون المساس بدقة ودقة.
هذه عملية فعالة من حيث التكلفة مع العديد من المزايا والعيوب. يتم تسليط الضوء على مزايا العملية أدناه:
القطع بالليزر لأجزاء الألومنيوم غير اتصال ، مما يمنع الأضرار التي تسببها الآلة لسطح الجزء الألومنيوم.هذا أمر حاسم في الصناعات التي تستخدم أجزاء الألومنيوم لسلامة سطحها وتلك التي لا تريد إنفاقها على عمليات التشطيب السطحي مثل طلاء المسحوق، التسخين، الخ
قطع الليزر للألومنيوم متوافق مع سبائك من سمك مختلف دون فقدان الاتساق والدقة. ومع ذلك ، هذا يعتمد على نوع الليزر (المناقشة أدناه) الذي تستخدمه.مثلاً، آلة القطع بالليزر الكربونية الكربونية 6000W يمكن أن تقطع لوحات الألومنيوم سميكة تصل إلى 16 ملم، في حين أن 4500W يمكن أن تقطع بكفاءة تصل إلى 12 ملم.
مرونة العملية تجعل من الممكن استخدام مكونات الألومنيوم المقطعة بالليزر لتطبيقات صناعية ومنزلية مختلفة.
عملية قطع الليزر دقيقة ومتسقة ودقيقة لأنها تخضع لسيطرة الكمبيوتر. ونتيجة لذلك، الصناعات التي تتعامل مع إنتاج حجم كبير، وخاصة مع قطع الألومنيوم المتعددة،يمكن دمجها في عملية التصنيع الخاصة بهم لتحسين وقت الإنتاج وتعزيز الإنتاجية.
هذه العملية تأتي أيضا مع التحديات يجب أن تكون حذرا.
إن طبيعة الألومنيوم العاكسة تشكل تحديات عندما يتعلق الأمر بآلات قطع الليزر. سطح الألومنيوم يعكس شعاع الليزر، مما يجعله أقل توافقًا مع مثل هذه الآلات.هذا الانعكاس يمكن أن يؤدي إلى شعاع الليزر دخول رأس الليزر وتسبب ضرر كبير.
يحاول بعض المتحمسين تغطية سطح الألومنيوم بطلاء أو شريط غطاء في أجزاء الألومنيوم. ومع ذلك، فإن هذا لن يحل أي مشكلة. بدلا من ذلك،يمكن لقطع الليزر للألومنيوم مع التردد العالي تقليل التأثيرعلاوة على ذلك، هناك طريقة أخرى هي اختيار سبيكة الألومنيوم التي هي أقل انعكاسا (عناصر سبيكة الألومنيوم مثل المغنيسيوم والزنك والسيليكون) ، على الرغم من أن هذا قد يضيف إلى تكلفة الخدمة.
الألومنيوم لديه تسريع حرارة ممتاز ، والذي يمكن أن يكون مشكلة أثناء قطع الليزر.يمكن أن يجعل التبريد الأسرع نتيجة لتبديد الحرارة من الصعب الوصول إلى درجة حرارة عالية لقطع المادة. حل هو الحصول على مقص ليزر عالي السرعة مع تردد نبضات عالية التي يمكن أن تذوب السطح قبل أن يحدث تبديد الحرارة.
قطع الألومنيوم بالليزر سيؤدي إلى تشكيل حواف حادة و حفر على طول القطعهذا يجعل العملية غير فعالة ويتطلب عملية معالجة ثانوية لتحقيق حافة ناعمةطريقة أخرى هي استخدام مساعدة غاز النيتروجين عالية الضغط التي ستطرد المعدن المنصهر، مما يسمح لك بتحقيق سرعة قطع أسرع وحافة ناعمة.
عملية قطع الليزر من الألومنيوم فريدة من نوعها وتتطلب فهمًا كاملًا للعملية لعملية ناجحة.هناك ثلاث إجراءات أساسية:
الاختيار الصحيح للمواد والإعداد أمر حاسم لنجاح العملية. ونتيجة لذلك، اختيار سبائك الألومنيوم المتوافقة مع العمليةحالة السطحعلى سبيل المثال، سلسلة الألومنيوم 5000 تحتوي على المغنيسيوم، مما يقلل من خصائص العاكسة للمادة، والحد من قوة الليزر لقطع أجزاء الألومنيوم،وجعلها مناسبة لأي آلة لقطع بالليزر.
بعد اختيار المواد المناسبة ، يتم التحضير من خلال التنظيف لضمان امتصاص شعاع الليزر الأمثل ومنع عدم الاتساق والترشح أثناء القطع. يتضمن التنظيف إزالة الأوساخ ،الدهون، الزيت، وغيرها من الملوثات التي تؤثر على عملية القطع.
استخدام معايير القطع بالليزر المثلى في قطع الألومنيوم يساعد في دقة وكفاءة العملية. معايير القطع بالليزر الألومنيوم عليك أن تنظر في تشمل قوة الليزر،الطول البؤري للعدسة، سرعة القطع، وقطر الشعاع.
تعتمد تعيين معايير القطع الصحيحة على سبيكة الألومنيوم وسماكة، جودة القطع، والسرعة مع تحقيق التوازن بين عوامل مثل سرعة القطع، جودة الحافة، والمنطقة المتأثرة بالحرارة.بعد تحديد معايير القطع اللازمة، يمكنك المضي قدما في تثبيت ووضع أوراق الألومنيوم.
يجب أن يكون الجزء من الألومنيوم ثابتًا وسطحًا وموثوقًا ، ويمكن تحقيق ذلك باستخدام الأجهزة مثل المسامير والشباك. يعتمد اختيار الأجهزة على حجم ورق الألومنيوم ، وشكل ،ومعلمات الأبعاد الأخرىيضمن التثبيت السليم عدم وجود حركة مفاجئة أو اهتزاز لأجزاء الألومنيوم يمكن أن تسبب عدم دقة. علاوة على ذلك ، فإنه يساعد على ضمان أن الآلة تتبع الجزء المبرمج مسبقا من ملف CAD,ضمان الدقة
ويمكن قطع الألومنيوم بالليزر باستخدام أنواع مختلفة من الليزر، مع أن الخيارات الأكثر شيوعًا هي ليزر ثاني أكسيد الكربون، ليزر الألياف، و ليزر YAG.كل نوع ليزر يمتلك خصائص فريدة و قادرة على قطع أجزاء الألومنيوم المصنوعة من سبائك مختلفة.
أجهزة ليزر ثاني أكسيد الكربون هي أجهزة ليزر شائعة لقطع أجزاء الألومنيوم. هذه الأجهزة تنتج شعاع ليزر عن طريق إثارة غاز ثاني أكسيد الكربون مع تفريغ كهربائي ، ومن ثم اسم أجهزة ليزر ثاني أكسيد الكربون.لديهم طول موجة من حوالي 10.6 أم، والذي يقع ضمن نطاق امتصاص الألومنيوم، ويمكنه قطع أجزاء الألومنيوم من السماكة.
يمكن أن يقطع الليزر الذي يعمل بثاني أكسيد الكربون أجزاء الألومنيوم ، مما يوفر حافة قطع ناعمة ، ومتوافق مع الأوراق الرقيقة والسميكة ، على الرغم من أنه أفضل لقطع الأجزاء الأكثر سمكاً.
ألياف الليزر هي القطع الليزر الأكثر شعبية بسبب توافقه مع المواد الواسعة وسرعته العالية. يعمل الليزر على طول موجة 1um ويستخدم كابل الألياف البصرية لتسليم شعاع الليزر.ونتيجة لذلك، أنها تسمح كثافة الطاقة العالية والتركيز الدقيق.
ليزر يعمل بالألياف لديه سرعة قطع عالية ، مما يجعله خيارًا أفضل للقطع بالليزر لصناعات الإنتاج ذات الحجم الكبير. علاوة على ذلك ، فهي فعالة وتستخدم نوعية عالية من شعاع الليزر ،مما يجعلها أكثر دقة ونظافةوهي تطبق بشكل عام لقطع الألومنيوم مع السماكة الرقيقة إلى المتوسطة، وسرعة القطع، وفعالية التكلفة.
تستخدم الليزر الـ YAG بلورة الحالة الصلبة المزودة بالنيوديميوم أو الايتربيم لتوليد أشعة الليزر، وتعمل على طول موجة حوالي 1.064 أم.فهي دقيقة للغاية ويمكن توليد طاقة ليزر عالية لقطع أجزاء الألومنيوم من السماكة الرقيقة والمتوسطة。
يركز هذا القسم على مناقشة العوامل المختلفة التي تؤثر على عملية قطع الألومنيوم بالليزر ويوفر رؤى حول كيفية تخصيصها لتتناسب مع متطلبات مشروعك المحددة.
تتطلب أجزاء الألومنيوم السميكة (> 8 ملم) آلة قطع ذات طاقة عالية ، ويجب أن يكون القطع بسرعة بطيئة لتحقيق عملية تركز على الجودة ونجاحها.
بالنسبة للمواد الرقيقة (1-8 ملم) ، يمكنك استخدام آلة قطع ليزر بمخرج طاقة أقل ولكن قطع بسرعة أعلى.ليزر ثاني أكسيد الكربون مناسب لقطع ألواح الألومنيوم بالليزر مع مقاطع سميكة، بينما الليزر الألياف يمكن أن تقطع قطع رفيعة.
تتفاوت نقاط انصهار سبائك الألومنيوم، والانعكاسية، والموصلات الحرارية بناءً على مواد السبائك. وهذا يمكن أن يحدد أيضًا اختيار آلة قطع الليزر التي تستخدمها.
تلعب قوة الليزر دوراً حيوياً في تحديد قدرة آلة القطع بالليزر على قطع قطع الألومنيوم من مختلف السماكة.قوة الليزر تؤثر مباشرة على سرعة القطع، والذي يؤثر على عوامل مثل ناعمة الحافة ، وتوليد الحرارة ، وإمكانية تشويه المادة.
وعلاوة على ذلك، فإن جودة الشعاع ذات أهمية قصوى لأنها تؤثر بشكل مباشر على تركيز الليزر وقدرته على تحقيق قطع دقيق مع تقليل الضرر الحراري للمادة.
مساعدة الغازات في إزالة المواد المنصهرة في منطقة القطع. هناك العديد من الغازات المناسبة لهذه العملية. ومع ذلك ، عند قطع الألومنيوم بالليزر ، فإن النيتروجين والأرجون هي الأكثر شيوعًا.كما أنها تمنع تراكم الحطام في منطقة القطع وخلق جو وقائي يمنع الأكسدة من الجزء الألومنيوم إلى أكسيد الألومنيوم ويضمن قطع سلس.
تطبيقات أجزاء الألومنيوم المقطعة بالليزر متنوعة وتشمل:
صناعة السيارات تستخدم قطع الألومنيوم بالليزر في تصنيع ألواح الجسم، أجزاء المحرك، مكونات الهيكل، الخ، بسبب خفيفة الوزن المواد،الذي يزيد من كفاءة استهلاك الوقود ودقة العملية ودعم التصاميم المعقدة والأشكال الدقيقة.
تستخدم صناعة الطيران الأجزاء من الألومنيوم بسبب خففتها وقوتها العالية.وقطع أخرى للطيران والفضاءتستخدم الصناعة أيضًا عملية القطع بالليزر بسبب دقة بسبب متطلبات الصناعة للتسامحات الضيقة.
أجزاء الألومنيوم المقطعة بالليزر قابلة للتطبيق في تصنيع الأغلفة الإلكترونية ، ومساحات الحرارة ، ومكونات PCB (لجنة الدوائر المطبوعة) ، والمكونات الكهربائية الأخرى.تعتمد الصناعة أكثر على تبديد الحرارة للمادة ودقة العملية القصوى التي تسمح لها بتحقيق تساهل ضيق.
أجزاء الألومنيوم المقطعة بالليزر قابلة للتطبيق في تصنيع إطارات الآلات والمكونات الهيكلية والأقواس والعجلات وغيرها من قطع الآلات الصناعية.الدقة العالية والمتانة لهذه الأجزاء تسهم في الأداء العام والموثوقية للآلات الصناعية.
بسبب جمالياتها ووظائفها الهيكلية ، تطبق أجزاء الألومنيوم في صنع الشاشات والإشارات وأنظمة الحواجز والمكونات الأخرى في صناعة الهندسة المعمارية والبناء.
من بين طرق القطع المختلفة ، يبرز القطع بالليزر بسبب تنوعه ودقة في العمل مع الألومنيوم.تستخدم هذه العملية شعاع الليزر لقطع أوراق الألومنيوم وتصنيع أجزاء مختلفة من الألومنيومفهم العوامل والآلات المشاركة في قطع الليزر أمر حاسم للنتائج الناجحة ، كما نناقش في هذه المقالة.
بالنسبة للمكونات الدقيقة والمخصصة ، يوصى بالاعتماد على خدمات قطع الليزر الموثوقة. تقدم Race خبرة لا مثيل لها في قطع الليزر لمختلف الصناعات ،توفير نتائج عالية الجودة مع الألومنيوم والمواد الأخرىلنبدأ في مشروعك اليوم
سبائك الألومنيوم في سلسلة 5000 و 6000 و 7000 هي أفضل الألومنيوم للقطع بالليزر. لديهم انعكاس أقل وتفاعل أفضل مع الغازات المساعدة،تحسين جودة الحافة بعد القطع، وأسهل لقطع.
تكاليف الحصين تتراوح بين 10 إلى 20 دولارًا في الساعة. ومع ذلك ، فإن التكلفة تعتمد على تعقيد التصميم ، وسماكة المادة ، والكمية ، ومزود خدمات القطع بالليزر.
سمك قطعة الألومنيوم التي يمكنك قطعها يعتمد على قوة إخراج آلة القطع ونوع آلة القطع بالليزرليزر ثاني أكسيد الكربون هي الأفضل لأجزاء الألومنيوم السميكة وهي مناسبة لسمك تصل إلى 16 ملمووفقًا للمحبيين ، فإن قطع الألومنيوم بالليزر ينتج أعلى جودة في الأجزاء التي يبلغ سمكها من 6 إلى 8 ملم. زيادة هذا النطاق ستؤثر على الجودة. بشكل عام ،يجب ألا تستخدم قطع الليزر للأجزاء ذات السماكة أكبر من 20 مم.
أكثر آلات القطع شيوعًا هي2والليزر الألياف. كلاهما سوف توفر قطع دقيقة ونظيفة اعتمادا على سمك الجزء من الألومنيوم. أفضل القطع بالليزر لأجزاء سميكة هو ليزر ثاني أكسيد الكربون،بينما يثبت ليزر الألياف أنه الخيار الأفضل للأجزاء الأقل سمكاًفي الأماكن التي لا يهم فيها السماكة، فإن آلة قطع الليزر بالألياف أفضل لأنها تمتص طول الموجة من الآلة بشكل أسرع.
