آلات القطع بالليزر عالية الطاقة

التقدم التكنولوجي 3.1

(1) الأداء الديناميكي العالي لآلات القطع عالية السرعة

تم تجهيز الآلات المزودة بليزر الألياف من الفئة 10,000 واط بهيكل شعاع مثلثي جديد يتميز بالخصائص التالية:

• تم تقليل الوزن بنسبة 30%، مما يحسن الأداء الديناميكي بشكل كبير.
• تصل السرعة القصوى للحركة إلى 200 م/دقيقة مع تسارع يبلغ 4g.
• زاد وزن القاعدة بحوالي 20% لتعزيز الاستقرار والقضاء على تأثير الحركات ذات التسارع العالي.

(2) نظام برمجي جديد

يعمل البرنامج ونظام التحكم كمركز القيادة والدماغ للآلة. إلى جانب تحديثات الأجهزة، تعتمد الفروق في أداء الآلات بشكل أساسي على الاختلافات في الأنظمة البرمجية وأنظمة التحكم، والتي قد تكون كبيرة.

(3) القطع المستقر بسرعة 100 م/دقيقة

• سرعة استجابة المستشعر السعوي أسرع بثلاث مرات من رؤوس القطع التقليدية.
• زيادة سرعة المحور Z، مما يسمح بتشغيل مستمر دون انقطاع، ويحسن كفاءة قطع الألواح الرقيقة بأكثر من 30%.
• تحسين وظائف الثقب والثقب الدقيق، إلى جانب التشخيص عن بعد، لتلبية متطلبات الصناعة 4.0.

3.2 خصائص رأس القطع

يعد رأس القطع عالي الطاقة مكونًا أساسيًا يضمن قطعًا مستقرًا أثناء التشغيل المستمر بالطاقة العالية، ويوفر الميزات التالية:

• إحكام إغلاق أفضل، وتبريد محسن، ونطاق تركيز أوسع، وعدسات مقاومة لدرجات الحرارة العالية.
• تصميم جديد لدائرة الغاز وهيكل الفوهة لمواجهة انحراف التركيز الناتج عن التشغيل المستمر، مما يحسن سرعة واستقرار القطع.

3.3 قدرة القطع بالطاقة العالية

(1) زيادة سمك القطع

حاليًا، يمكن لآلات القطع بالليزر عالية الطاقة قطع صفائح سبائك الألمنيوم بسماكة تصل إلى 40 مم وصفائح الفولاذ المقاوم للصدأ بسماكة تصل إلى 130 مم. ومع التقدم التكنولوجي المستمر، ستستمر قدرة القطع على الزيادة، مما يقلل من تكاليف المعالجة ويسرع اعتماد تقنيات القطع بالليزر عالية الطاقة في تطبيقات الألواح السميكة.

(2) زيادة الكفاءة في الصفائح الرقيقة والمتوسطة

• عند قطع صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ بسماكة 3-10 مم، يكون القاطع الليزري بقدرة 10,000 واط أسرع بأكثر من مرتين مقارنة بالقاطع بقدرة 6,000 واط.
• في تطبيقات الفولاذ الكربوني، يمكن للقاطع الليزري بقدرة 10,000 واط تحقيق سرعة قطع سطحية ناعمة تصل إلى 18-20 مم/ثانية، أي ضعف السرعة القياسية للقطع.
• يمكن استخدام الهواء المضغوط أو النيتروجين لقطع صفائح الفولاذ الكربوني بسماكة تصل إلى 12 مم، مع كفاءة أعلى 6-7 مرات مقارنة بالقطع باستخدام الأكسجين.

3.4 خصائص هيكل الماكينة

(1) هيكل ميكانيكي عالي القدرة على التحمل

تم تجهيز آلات القطع عالية الطاقة بهياكل مصنوعة من الحديد المصبوب، والتي يتم صبها كقطعة واحدة باستخدام حديد الجرافيت بحد أدنى لقوة الشد 200 ميجا باسكال، مما يحسن بشكل كبير:

• محتوى الكربون
• مقاومة الضغط
• امتصاص الاهتزازات
• مقاومة التآكل

(2) مزايا الهياكل المصنوعة من الحديد المصبوب

• تشحيم ممتاز، مقاومة للتآكل، واستقرار الأبعاد، مما يقلل من أخطاء المعالجة الناجمة عن اهتزاز الهيكل.
• تآكل أقل أثناء الاستخدام، مما يحسن الاستقرار بأكثر من 30%، والدقة بأكثر من 30%، وعمر الهيكل إلى أكثر من 70 عامًا.

3.5 الاستبدال التلقائي للفوهات

(1) الاستبدال اليدوي للفوهات

في العادة، يتم استبدال الفوهات يدويًا وفقًا لسمك المادة ونوعها، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة وعدم اتساق الدقة.

(2) تقنية الاستبدال التلقائي للفوهات

تتميز آلات القطع بالليزر الحديثة عالية الطاقة بتقنية الاستبدال التلقائي للفوهات، والتي تتضمن:

• الاستبدال التلقائي، المعايرة، والتنظيف، مما يقلل من عبء العمل ويحسن الدقة.
• اختيار تلقائي للفوهة بناءً على المادة والسمك، مما يقلل وقت التوقف عن العمل ويزيد من الإنتاجية.
• نظام حماية مغلق يعزز سلامة المعدات والمشغلين.

3.6 الحفر السريع وإنشاء ثقوب فائقة الصغر

(1) الحفر السريع

• يقلل وقت الحفر بنسبة 90%.
• يقلل من تركيز الحرارة ويحقق استقرارًا في القطع.
• يوضح الجدول 2 الفوائد المرتبطة بهذه التقنية.

(2) قطع ثقوب فائقة الصغر

• في القطع بالليزر التقليدي، يتم افتراض أن الحد الأدنى لقطر الثقب يساوي سمك اللوح.
• ومع ذلك، فإن الآلات عالية الطاقة يمكنها قطع ثقوب صغيرة تصل إلى 0.15 ضعف سمك اللوح أو حتى أصغر من ذلك (انظر الشكل 4).