القطع بالليزر والقطع بالبلازما هما تقنيتا القطع الحراري الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في تصنيع الصفائح المعدنية. يستخدم كلاهما الطاقة لقطع المعدن عن طريق صهر وإزالة المواد على طول مسار مبرمج. كلاهما يتم التحكم فيهما بواسطة CNC وقادران على إنتاج ملفات تعريف ثنائية الأبعاد معقدة من مخزون الصفائح المسطحة. لكنها تعمل وفقًا لمبادئ فيزيائية مختلفة اختلافًا جذريًا، وتؤدي بشكل مختلف عبر أنواع المواد وسمكها، كما أن التكلفة والجودة المترتبة على اختيار أحدهما على الآخر كبيرة بما يكفي لجعل المقارنة واحدة من أولى الأسئلة الفنية التي يجب على المهندسين وفرق المشتريات حلها عند تحديد عملية قطع المعادن.
تقوم آلة القطع بالليزر بتركيز شعاع ليزر عالي الطاقة — المتولد عن مصدر ليزر ليفي في الأنظمة الصناعية الحديثة — على نقطة بؤرية صغيرة على سطح المعدن. تعمل كثافة الطاقة المركزة عند النقطة البؤرية على إذابة المعدن وتبخره جزئيًا، بينما تعمل نفث الغاز المساعد المحوري (النيتروجين أو الأكسجين) على نفخ المادة المنصهرة خارج الشق وبعيدًا عن السطح المقطوع. تقوم وحدة التحكم CNC بتحريك رأس القطع على طول المسار المبرمج، مما يؤدي إلى قطع مستمر.
لقد حلت تقنية ألياف الليزر محل ليزر ثاني أكسيد الكربون كمعيار لقطع المعادن في جميع المنشآت الجديدة تقريبًا. تعمل ليزرات الألياف على تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء ليزر بكفاءة أكبر (حوالي 30-40% من كفاءة توصيل الجدار مقابل 10-15% لثاني أكسيد الكربون)، وتنتج شعاعًا بطول موجة أقصر تمتصه المعادن بكفاءة أكبر، وتتطلب صيانة أقل لأن الشعاع يتم توليده في وسط ألياف صلب بدلاً من أنبوب تفريغ الغاز. تتوفر أنظمة القطع بليزر الألياف الحديثة بتصنيفات طاقة تتراوح من 2 كيلو واط إلى 20 كيلو واط وما فوق، مع طاقة أعلى تتيح سرعات قطع أسرع وأقصى سمك أكبر للمادة.
يقوم نظام القطع بالبلازما بتمرير قوس كهربائي من خلال غاز مضغوط (هواء، أو نيتروجين، أو أكسجين، أو خليط من الأرجون والهيدروجين، اعتمادًا على التطبيق) لإنشاء بلازما - غاز متأين عند درجة حرارة عالية للغاية، عادةً 20000-25000 درجة مئوية في قلب القوس. تقوم طائرة البلازما هذه بإذابة المعدن عند نقطة القطع، وتقوم الطاقة الحركية لتدفق الغاز بدفع المادة المنصهرة إلى خارج الشق.
لا يتطلب القطع بالبلازما شعاعًا ضوئيًا مركّزًا، مما يعني أنه يمكن وضع رأس القطع على مسافة أكبر من سطح قطعة العمل مقارنة برأس الليزر، وتكون العملية أكثر تحملاً لتلوث السطح والحجم والطلاء. تحقق أنظمة البلازما عالية الوضوح - التي تستخدم قوس بلازما مقيد بدقة - جودة قطع أفضل بشكل ملحوظ وعروض شق أضيق من أنظمة البلازما التقليدية الأقدم، مما يؤدي إلى تضييق فجوة الجودة باستخدام القطع بالليزر، خاصة على المواد السميكة.
| ميزة | قطع الألياف بالليزر | قطع البلازما (عالية الوضوح) |
|---|---|---|
| مبدأ القطع | يقوم شعاع الليزر المركز بإذابة المواد وتبخيرها | قوس البلازما المتأين يذيب المواد؛ ضربة الغاز تزيل الخبث |
| جودة متطورة (ورقة رقيقة <6 مم) | ممتاز - حواف مربعة وناعمة، ولا حاجة إلى تشطيب ثانوي | جيد على البلازما عالية الدقة - مائل قليلاً، وبعض الخبث على الأنظمة ذات الجودة المنخفضة |
| جودة متطورة (لوحة سميكة> 20 مم) | جيد إلى متوسط - المنطقة المتأثرة بالحرارة تزداد مع سمكها | جيد جدًا – تعمل البلازما بشكل جيد على طبق سميك |
| عرض الشق (نموذجي) | 0.1-0.3 ملم على مادة رقيقة | 1.5-3 ملم في الأنظمة القياسية؛ 0.8-1.5 ملم على البلازما عالية الدقة |
| الدقة الموضعية | ±0.05–0.1 ملم نموذجيًا | ±0.5–1 مم نموذجي (HD بلازما ±0.2–0.4 مم) |
| الحد الأدنى لحجم الثقب | يساوي سمك المادة (أو أصغر على ورقة رقيقة) | ما يقرب من 2 × الحد الأدنى لسمك المادة |
| السرعة على ورقة رقيقة (1-3 مم) | سريع جدًا - يتفوق ليزر الألياف على المواد الرقيقة | أبطأ من الليزر على ورقة رقيقة |
| السرعة على لوح سميك (20-50 مم) | تكاليف تشغيل أبطأ وارتفاعًا بسماكة عالية | تكلفة أسرع وأقل للمتر الواحد على اللوحة السميكة |
| أقصى سمك (الفولاذ الطري) | ما يصل إلى 30-40 ملم في الأنظمة عالية الطاقة (12-20 كيلووات) | ما يصل إلى 80-100 ملم في الأنظمة الثقيلة |
| القدرة على الفولاذ المقاوم للصدأ | ممتاز – قطع نظيف بمساعدة النيتروجين | جيد — يتطلب مزيجًا مناسبًا من الغازات؛ خبث أكثر من الليزر |
| قدرة الألومنيوم | جيد – يساعد النيتروجين في السبائك القياسية | معتدل - خبث أكبر وشق أوسع من الليزر |
| المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) | ضيق - الحد الأدنى من التغيير المعدني في المواد المجاورة | أوسع - يؤثر المزيد من المدخلات الحرارية على المنطقة المجاورة |
| تكلفة التشغيل | أعلى - مصدر الليزر والبصريات والغاز المساعد | أقل – المواد الاستهلاكية (القطب الكهربائي، الفوهة) غير مكلفة |
| تكلفة رأس المال | أعلى - أنظمة ليزر الألياف أكثر تكلفة | أقل - تتميز أنظمة البلازما بتكلفة رأسمالية أولية أقل |
| تحمل حالة السطح | يتطلب مادة نظيفة ومسطحة للحصول على نتائج متسقة | أكثر تحملاً للحجم والصدأ وتلوث السطح |
| أفضل تطبيق | صفائح معدنية دقيقة 0.5-20 مم، مقاطع معقدة، ميزات رائعة | اللوحة الهيكلية 10-80 مم، قطع أقل دقة وحرجة |
بالنسبة لتصنيع الصفائح المعدنية في نطاق سمك يتراوح من 0.5 إلى 12 مم — وهو جوهر معظم إنتاج العبوات والألواح والأقواس والإطارات — يوفر قطع ألياف الليزر جودة قطع ودقة أبعاد لا يمكن أن يضاهيها قطع البلازما. يسمح شق الليزر الضيق وحافة القطع المربعة والدقة الموضعية التي تبلغ ± 0.1 مم بقطع الثقوب الصغيرة والفتحات الدقيقة والمقاطع الجانبية ذات التسامح الضيق بشكل نظيف في عملية واحدة. في البلازما، تتطلب نفس الميزات حفرًا ثانويًا أو تشطيبًا لتحقيق دقة أبعاد مكافئة، وإضافة خطوات عملية وتكلفة تلغي ميزة التكلفة الرأسمالية للبلازما للعمل الدقيق.
يؤدي القطع بالليزر باستخدام غاز النيتروجين المساعد إلى إنتاج حافة قطع نظيفة وخالية من الأكسيد على الفولاذ المقاوم للصدأ ولا تتطلب أي تنظيف بعد القطع قبل اللحام أو التلميع. يؤدي قطع الفولاذ المقاوم للصدأ بالبلازما إلى إدخال المزيد من الحرارة إلى حافة القطع، وإنشاء منطقة أوسع متأثرة بالحرارة، ويمكن أن ينتج عنه التقاط النيتروجين في الوجه المقطوع الذي يسبب المسامية في اللحامات اللاحقة. بالنسبة لمكونات الفولاذ المقاوم للصدأ في تطبيقات معالجة الأغذية أو الأدوية أو التطبيقات المعمارية حيث تعد جودة اللحام وتشطيب السطح أمرًا بالغ الأهمية، فإن القطع بالليزر هو معيار العملية.
تسمح نقطة الليزر المركزة - التي يبلغ قطرها عادةً 0.1 - 0.3 مم عند قطعة العمل - بقطع ميزات داخلية صغيرة مثل فتحة مقاس 1 مم أو فتحة مقاس 1.5 مم بدقة في الفولاذ مقاس 1 مم. إن عرض القطع الفعال الأكبر لقطع البلازما يجعل ميزات هذا المقياس مستحيلة الإنتاج ضمن التفاوتات المقبولة. بالنسبة للأجزاء المصممة بفتحات تهوية، وفتحات توجيه الكابلات، وأنماط فتحات التثبيت، وألسنة التثبيت، فإن القطع بالليزر هو خيار القطع الحراري العملي الوحيد.
يتم إنشاء برامج القطع بالليزر مباشرة من بيانات CAD مع أقل وقت للإعداد - حيث تستغرق برمجة جزء جديد دقائق، ويمكن إجراء القطع الأول دون أي استثمار في الأدوات. وهذا يجعل القطع بالليزر هو الخيار الافتراضي للتصنيع المخصص، والنماذج الأولية، والإنتاج ذو الحجم المنخفض إلى المتوسط، حيث لا يمكن إطفاء تكلفة الأدوات للعمليات البديلة (الختم، والتثقيب) على حجم كافٍ. تعد المرونة في قطع أي ملف تعريف من نفس الجهاز مع تغيير البرنامج هي الميزة التشغيلية الأساسية للقطع بالليزر مقارنة بالعمليات المعتمدة على الأدوات.
لقطع الألواح الفولاذية الهيكلية بسمك يتراوح بين 20 و80 مم — الإطارات الهيكلية، وقواعد الآلات الثقيلة، وأقسام السفن، ومكونات أوعية الضغط — يكون القطع بالبلازما أسرع وأكثر فعالية من حيث التكلفة من القطع بالليزر. عند الفولاذ الطري مقاس 25 مم، يقوم نظام بلازما عالي الطاقة بالقطع بمعدل 1500-2000 مم/دقيقة؛ ليزر ليفي بقدرة 12 كيلو وات بسماكة مماثلة تبلغ 600-900 مم/دقيقة وبتكلفة تشغيل أعلى بكثير. بالنسبة للمصنعين الإنشائيين الذين يعتمد عملهم الأساسي على الألواح الثقيلة بدلاً من الألواح الدقيقة، يظل قطع البلازما هو الاختيار العقلاني اقتصاديًا.
يتطلب القطع بالليزر مادة نظيفة ومسطحة في حالة سطحية جيدة للحصول على نتائج متسقة. يؤدي التقشر السطحي الناتج عن الصفائح المدرفلة على الساخن، أو الطلاء التمهيدي، أو الطلاء، أو الصدأ إلى تشتيت شعاع الليزر وتقليل جودة القطع. يعتبر القطع بالبلازما أكثر تحملاً للتلوث السطحي - حيث يحترق قوس البلازما من خلال الحجم والطلاء دون الحساسية البصرية لنظام الليزر. بالنسبة لعمليات القطع على المقاطع الهيكلية المدرفلة على الساخن أو المواد المطلية مسبقًا حيث يكون إعداد السطح قبل القطع غير عملي، فإن البلازما هي خيار العملية الأكثر قوة.
يعتمد الاختيار بين القطع بالليزر والقطع بالبلازما في المقام الأول على سمك المادة والدقة المطلوبة:
بالنسبة لتصنيع الصفائح المعدنية من 0.5 مم إلى 20 مم - الغالبية العظمى من العبوات الصناعية ولوحات التحكم والأقواس والإطارات ومكونات الأجهزة - فإن قطع الألياف بالليزر هو المواصفات القياسية. جودة القطع ودقة الأبعاد والمرونة في نطاق السُمك هذا لا مثيل لها من قبل البلازما. تنعكس التكلفة الرأسمالية المرتفعة لمعدات الليزر في سعر القطعة الواحدة، ولكن التخلص من عمليات التشطيب الثانوية والقدرة على الاحتفاظ بتفاوتات مشددة دون خطوات معالجة إضافية يجعل الليزر خيار التكلفة الإجمالية الأقل للعمل الدقيق.
بالنسبة لقطع الألواح الهيكلية التي يزيد سمكها عن 20 مم، أو للقطع الكبير الحجم للمقاطع الهيكلية المدرفلة على الساخن حيث تختلف حالة السطح وتكون متطلبات دقة القطع متواضعة، فإن قطع البلازما عالي الوضوح يوفر ميزة التكلفة والسرعة التي لا يمكن أن يضاهيها الليزر.
تعمل معظم مرافق تصنيع الصفائح المعدنية الحديثة - بما في ذلك الشركات المصنعة بعقود الخدمة الكاملة - على تشغيل أنظمة القطع بالليزر والبلازما لتغطية نطاق سمك المادة بالكامل وتحسين اختيار العملية عن طريق التطبيق. عند تقييم شريك التصنيع، تأكد من تقنية القطع التي سيتم تطبيقها على المادة والسمك المحددين لديك، واطلب قطع عينات بالسمك المطلوب لتقييم جودة الحافة قبل الالتزام بكميات الإنتاج.
نعم - يتعامل القطع بليزر الألياف مع الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم والفولاذ الطري والفولاذ المجلفن والنحاس والنحاس الأصفر مع تحديد المعلمات المناسبة واختيار الغاز المساعد. يتم قطع الفولاذ المقاوم للصدأ بمساعدة النيتروجين لمنع أكسدة حافة القطع؛ يتطلب الألومنيوم مساعدة النيتروجين أو الهواء النظيف حسب السُمك؛ غالبًا ما يتم قطع الفولاذ الطري بمساعدة الأكسجين بسماكة أقل لتحقيق أقصى سرعة، أو النيتروجين للحصول على حافة أنظف. تزداد طاقة الليزر المطلوبة مع صلابة المادة وانعكاسها، حيث يعتبر الألومنيوم والنحاس أكثر انعكاسًا من الفولاذ ويتطلبان طاقة أعلى أو تكوينات ألياف ليزر محددة مصممة للمواد شديدة الانعكاس. تأكد من الشركة المصنّعة من المواد التي تم تصنيف نظام الليزر الخاص بها قبل التحديد.
ينتج عن القطع بالبلازما شطبة زاويّة طفيفة على حافة القطع - عادة 1-3 درجات - لأن قوس البلازما ليس أسطوانيًا تمامًا: فهو مخروطي قليلاً، وأوسع في الجزء العلوي من القطع منه في الجزء السفلي. تستخدم أنظمة البلازما عالية الوضوح قوسًا ضيقًا أكثر إحكامًا يقلل من الشطب إلى 0.5-1 درجة، لكنه لا يستطيع إزالته. ينتج القطع بالليزر حافة قطع مربعة اسميًا (شطبة 0–0.5 درجة على المعدات والإعدادات الجيدة) لأن الشعاع المركز يكون أسطوانيًا بشكل أكبر. بالنسبة للتطبيقات التي يكون فيها تربيع الحافة شرطًا للتركيب أو الختم - الألواح ذات الحشيات، والمجموعات ذات التسامح الوثيق - يتم تحديد القطع بالليزر لتجنب مشكلة شطبة البلازما.
يمكن لقطع ألياف الليزر معالجة الفولاذ الطري حتى 30-40 مم على الأنظمة عالية الطاقة (15-20 كيلوواط)، ولكن عند السماكة التي تزيد عن 20 مم، ترتفع تكلفة التشغيل لكل متر بشكل كبير، وتنخفض سرعة القطع مقارنة بالبلازما. بالنسبة للمصنعين الهيكليين الذين يقومون بقطع 25 مم فما فوق في الغالب، يفضل الاقتصاديون البلازما لأعمال الألواح الثقيلة، حتى لو كانوا يقومون أيضًا بتشغيل أنظمة الليزر لأعمال الألواح. يقوم معظم مصنعي الخدمات الكاملة بإجراء هذا التحديد من خلال سماكة المادة: الليزر للألواح والألواح الضوئية، أو البلازما أو الوقود الأكسجيني للألواح الهيكلية الثقيلة.
يحقق القطع بالليزر والقطع بنفث الماء دقة موضعية قابلة للمقارنة (±0.1–0.15 مم على المعدات الجيدة)، ولكنهما يختلفان في خصائص القطع بطرق مهمة لتطبيقات محددة. يعتبر القطع بنفث الماء عملية باردة - لا توجد منطقة متأثرة بالحرارة، ولا تتغير صلابة المواد عند حافة القطع - مما يجعلها مفضلة للمواد الحساسة للحرارة: فولاذ الأدوات، والتيتانيوم، والمواد المركبة، والحجر، والزجاج. يعتبر القطع بالليزر أسرع وأكثر فعالية من حيث التكلفة على المعادن في نطاق سمك تصنيع الصفائح. بالنسبة لتصنيع صفائح الفولاذ والألمنيوم القياسية، حيث لا تشكل المنطقة المتأثرة بالحرارة مشكلة وظيفية، يكون القطع بالليزر أسرع، وأقل تكلفة، ودقيقًا بنفس القدر.
خدمات القطع بالليزر | لكمة الصحافة | آلة الانحناء | لحام | طلاء الرش | خدمات التصنيع المخصصة | طلب عرض أسعار
+86-13771171111 +86-13338110517 
