القطع بالليزر هو عملية تستخدم شعاع ليزر عالي الطاقة وعالي الكثافة لإشعاع سطح المادة المقطوعة ، بحيث يمكن للمادة أن ترتفع بسرعة حتى تتبخر.يمكن لشعاع الليزر الثابت أن يشكل ثقوبًا على سطح المادة التي يتم قطعها ، بينما يمكن لشعاع الليزر المتحرك أن يشكل شقًا بعرض ضيق للغاية.هذه طريقة قطع بدقة عالية للغاية.
القطع بالليزر للمواد المعدنية
أكبر مشكلة في قطع المواد المعدنية بالليزر هي انخفاض معدل امتصاص الطاقة.نظرًا لأن المعادن الصلبة لها انعكاسية عالية للأشعة تحت الحمراء في درجة حرارة الغرفة ، فإن ليزر ثاني أكسيد الكربون المستخدم بشكل شائع ينبعث من أشعة الليزر تحت الحمراء البعيدة بطول موجة يبلغ 10.6 ميكرون ، وامتصاصها للطاقة يتراوح فقط بين 0.5٪ و 10٪.ومع ذلك ، إذا كان من الممكن زيادة كثافة طاقة الليزر ويمكن إذابة المعدن بسرعة في وقت قصير ، فسيتم تحسين معدل امتصاص طاقة الليزر بواسطة المعدن المنصهر بشكل كبير.إذا كنت ترغب في إذابة المعدن في فترة زمنية دقيقة ، يجب أن تصل كثافة طاقة الليزر إلى 106 وات على الأقل لكل سنتيمتر مربع.
عند قطع مواد الفولاذ الكربوني ، فإن أقصى سمك يمكن أن يقطعه نظام القطع بالليزر يمكن أن يصل إلى 20 مم.عند استخدام آلية القطع بذوبان الأكسدة ، يمكن التحكم في عرض خط القطع ضمن نطاق مثالي.بالنسبة للصفائح الفولاذية الكربونية ، يمكن تضييق خط القطع إلى حوالي 0.1 مم.
بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الفولاذ ، يعد القطع بالليزر أداة فعالة للغاية ، خاصة بالنسبة للصناعة التحويلية باستخدام ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ كمكون رئيسي.يمكن أيضًا قطع معظم سبائك الفولاذ الإنشائي وسبائك الأدوات المعدنية بالليزر للحصول على جودة قطع جيدة.فقط للتنغستن الذي يحتوي على فولاذ أداة عالي السرعة وفولاذ ساخن ، عند استخدام القطع بالليزر ، سيحدث تآكل ذوبان و التصاق الخبث ، مما يؤدي إلى جودة قطع رديئة.
الألمنيوم والسبائك: قطع الألمنيوم ينتمي إلى آلية القطع الصهر ، والغاز المساعد المستخدم يستخدم بشكل أساسي لتفجير المنتجات المنصهرة من منطقة القطع ، والتي يمكن أن تحصل عادة على جودة قطع أفضل.بالنسبة لبعض سبائك الألومنيوم ، يجب الانتباه إلى منع حدوث تشققات دقيقة بين الخلايا الحبيبية على سطح الشق.
يمكن قطع الألواح النحاسية ذات السماكة الصغيرة بالليزر عالي الطاقة ، ويستخدم الهواء أو الأكسجين كغاز مساعد في عملية القطع.لكن النحاس النقي بالكاد يمكن قطعه باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون ، لأن هذه المادة لها انعكاسية ليزر عالية جدًا.
يمكن أن يقرن التيتانيوم النقي الطاقة الحرارية المحولة بواسطة شعاع الليزر المركّز.إذا تم استخدام الأكسجين كغاز مساعد ، فسيحدث تفاعل شديد للغاية.على الرغم من أن سرعة القطع سريعة ، إلا أنه من السهل تكوين طبقة أكسيد عند حافة القطع ، وسوف تتسبب في حرقان زائد إذا لم تكن حريصًا.لذلك ، من أجل أن تكون آمنًا ، من الأفضل استخدام الهواء كغاز إضافي ، بحيث يمكن إيجاد توازن جيد بين سرعة القطع وجودة القطع.
السبائك القائمة على النيكل ، والمعروفة أيضًا باسم السبائك الفائقة ، لها العديد من الأصناف ، ومعظمها يمكن أن يتأكسد ويذوب بالليزر.
القطع بالليزر للمواد غير المعدنية
تنقسم المواد غير المعدنية المذكورة هنا بشكل أساسي إلى مواد عضوية ومواد غير عضوية ومواد مركبة.بغض النظر عن نوع المادة غير المعدنية ، فإن معدل امتصاصها لقدرة الليزر لا يزال جيدًا جدًا ، كما أن الموصلية الحرارية السيئة ودرجة حرارة التبخر المنخفضة تجعل جميع حزم الضوء الممتصة تدخل في المادة ، وتتبخر على الفور عند التشعيع الموضعي ، تشكيل ثقوب أولية ، وبالتالي الدخول في الدورة الفاضلة لعملية القطع.
تشمل المواد العضوية التي يمكن قطعها بالليزر البلاستيك والبوليمرات والمطاط والخشب والمنتجات الورقية والجلود وما إلى ذلك ؛تشمل المواد غير العضوية المناسبة للقطع بالليزر الكوارتز والزجاج والسيراميك والحجر ؛المركب المناسب للقطع بالليزر هو نوع جديد من مركب البوليمر المقوى الخفيف الوزن.من الجدير بالذكر أنه في النهاية ، يصعب معالجة هذا النوع من المواد بالطرق التقليدية ، لكن خصائص المعالجة غير الملامسة للقطع بالليزر يمكن أن تقطع وتشذيب وتوسع الصفيحة المصفحة قبل المعالجة بسرعة عالية.تحت تسخين شعاع الليزر ، يتم دمج حواف الصفيحة ، مما يؤدي إلى تجنب إنتاج رقائق الألياف.
