نصائح الخبراء لاختيار محور تركيز القطع بالليزر
ماذا لو كان ضبط بؤرة ماكينة القطع بالليزر قد يعني الفرق بين القطع النظيف والمشروع الفاشل؟ في القطع بالليزر، يكون موضع النقطة البؤرية أمرًا بالغ الأهمية...
قد يكون اختيار الليزر الليفي عالي الطاقة المناسب لاحتياجاتك الصناعية مهمة شاقة. هل تعني الطاقة الأعلى دائمًا كفاءة أفضل؟ ليس بالضرورة. يستكشف هذا الدليل المفاهيم الخاطئة الشائعة والعوامل الرئيسية التي يجب أخذها في الاعتبار، مثل مكونات قلب الليزر وسُمك الصفائح المعدنية وأنواع التطبيقات. ستتعلم كيفية اتخاذ قرار مستنير لزيادة كفاءة المعالجة وفعالية التكلفة. تابع القراءة لاكتشاف أفضل خيارات الليزر لمتطلباتك الخاصة.
وفقًا لتقرير تطوير صناعة الليزر الصينية، شهد سوق ألياف الليزر المحلية زيادة مطردة في قوة وأداء ليزر الألياف المنتجة محليًا. ومن حيث حجم الشحن، تجاوزت أجهزة ليزر الألياف الليزرية المحلية ذات الطاقة المتوسطة إلى المنخفضة نظيراتها الأجنبية، لتحل محل الواردات بشكل فعال.
كما تقترب أجهزة ليزر الألياف الليزرية القياسية المحلية ذات الطاقة الفائقة التي تزيد عن 10 كيلوواط من حجم شحن المنتجات الأجنبية من نفس نطاق الطاقة. وهذا يشير إلى أن ليزر الألياف الليزرية المنتجة محليًا يتم قبولها تدريجيًا في السوق المحلية مع استمرار تعزيز قدرات البحث والتطوير المستقلة.
مع ازدياد متطلبات المعالجة في السوق الصناعية لمنتجات الليزر التي تزداد الحاجة إليها، يزداد الطلب على أجهزة الليزر عالية الطاقة. ومع ذلك، مع وجود العديد من خيارات الليزر بالكيلوواط المتاحة في السوق المحلية، غالبًا ما يجد العملاء أنفسهم في حيرة من أمرهم بشأن المعدات الأنسب لاحتياجاتهم.
في السنوات الأخيرة، أصبحت الطاقة العالية بالفعل شائعة بشكل متزايد في المعالجة بالليزر الصناعة. رايكوس الليزر بمثابة مثال على ذلك. في العام الماضي، تجاوزت مبيعات أجهزة الليزر التي تزيد طاقتها عن 10 كيلوواط 2380 وحدة (بإجمالي تاريخي وصل إلى 3200 وحدة)، بزيادة قدرها 2431 تيرابايت 3 تيرابايت عن عام 2020، متجاوزةً بذلك المنافسين المحليين الآخرين. أما من حيث الطاقة، فقد وصلت منتجات رايكوس ليزر الألياف الليزرية المستمرة إلى 100 كيلوواط، وهي الأولى من نوعها في البلاد.
ولكن هل الطاقة الأعلى تترجم بالضرورة إلى كفاءة معالجة أعلى لمنتجات الليزر؟ الإجابة ليست بالضرورة. يعتمد ذلك على تكوين المكونات الأساسية لليزر (الألياف النشطة، ومصدر المضخة، ومُجمِّع الطاقة العالية، وما إلى ذلك) ونوع وسُمك الصفائح المعدنية التي يقوم العميل بمعالجتها. أولاً، يؤثر تكوين المكونات الأساسية لليزر بشكل كبير على كفاءة المعالجة.
يمكن أن تؤدي المكونات الأساسية الأكثر تقدمًا ومطابقتها إلى كفاءة معالجة أعلى من العلامات التجارية الأخرى من الليزر من نفس الطاقة.
ثانيًا، يجب مراعاة نوع وسُمك الصفائح المعدنية التي يعالجها العميل، بالإضافة إلى التطبيقات المختلفة مثل اللحام والتراكب، والتي يمكن أن تؤثر بشكل أكبر على كفاءة المعالجة. ولذلك، فإن مجرد مقارنة الطاقة لا يوفر مقياسًا لكفاءة المعالجة.
دعونا نلقي نظرة على كيفية المقارنة بين أجهزة الليزر Raycus بقدرة 12 كيلوواط و20 كيلوواط و30 كيلوواط عند قطع الفولاذ الكربوني بسماكات مختلفة.
يوضِّح الجدول أن الليزر بقدرة 30 كيلووات الذي يقطع الفولاذ الكربوني بسمك 10 مم بمساعدة الهواء أكثر كفاءة بمقدار 25% من الليزر بقدرة 20 كيلووات. على الرغم من وجود زيادة في الكفاءة، إلا أن الميزة ليست كبيرة جدًا. ومع ذلك، عند قطع الفولاذ الكربوني بسمك 25 مم، تكون الميزة واضحة، حيث يكون الليزر 30 كيلوواط أكثر كفاءة بمقدار 114.3% من الليزر 20 كيلوواط (بمساعدة الأكسجين).
ولذلك، في التطبيقات العملية، يجب على العملاء اختيار المنتج عالي الطاقة الأنسب لنوع وسمك الصفائح المعدنية التي يقومون بمعالجتها. إذا كان العميل يقوم بمعالجة الصفائح الرقيقة في المقام الأول، فيجب عليه اختيار منتج بمستوى كيلووات يلبي احتياجات كفاءة المعالجة على أفضل وجه.
إذا كانوا يعالجون الكثير من الصفائح السميكة أو لديهم حجم عمل كبير، فيجب عليهم اختيار ليزر بمستوى كيلووات أعلى من الطاقة.
يختار العديد من العملاء تزويد ماكيناتهم بليزر Raycus بقدرة 30 كيلوواط بسبب عبء العمل الثقيل. فهم يقدرون قدرتها على التعامل مع الصفائح الرقيقة والمتوسطة والسميكة وسرعة القطع وجودة المقطع العرضي وغيرها من المتطلبات الشاملة.
خاصة عند قطع الصفائح المتوسطة والسميكة بالهواء، تكون المزايا واضحة، مما يزيد من كفاءة المعالجة في المصنع بشكل كبير، ويقلل من تكاليف التشغيل الإجمالية، ويحقق عائدًا أسرع على الاستثمار.
من المعروف جيدًا أن الطاقة والسطوع الأعلى هما الإنجازان الحاليان في تكنولوجيا الليزر. وقد روّجت بعض الشركات المصنعة لليزر الاعتقاد بأن قلب الألياف الأصغر يدل على سطوع أكبر، مما دفع العملاء إلى الاعتقاد خطأً بأنه كلما كان قلب الألياف أصغر، زادت قوة الليزر. ولكن هذا اعتقاد خاطئ.
يرتبط السطوع في أشعة الليزر ارتباطًا وثيقًا بمنتج معلمة الشعاع (BPP)، والذي يتم حسابه على أنه BPP=ω₀θʀ، حيث ω₀ هو نصف قطر خصر الشعاع و θʀ هي زاوية التباعد في المجال البعيد لشعاع الليزر. تشير قيمة BPP الأقل إلى جودة شعاع أفضل. يُعرَّف السطوع على أنه القدرة داخل وحدة المساحة ووحدة الزاوية الصلبة، مع السطوع Br=P/(πBPP)².
هناك شرطان أساسيان لتحقيق السطوع العالي هما تعزيز قوة الليزر وتحسين جودة الشعاع. يمكن أن يؤدي التحسين الفردي أو المشترك في هذين الجانبين إلى زيادة سطوع الليزر. وعلى الرغم من وجود عدد غير قليل من الطرق لزيادة الطاقة، فإن تحسين جودة الشعاع لا يعني بالضرورة استخدام ألياف ذات قطر أصغر في القلب.
وذلك لأنه لا يمكن مساواة قطر قلب الألياف بقطر خصر الحزمة. ولتقليل قيمة BPP وتحقيق جودة شعاع أفضل، من المهم تقليل قلب الألياف دون زيادة زاوية التباعد في المجال البعيد.
في السيناريوهات التي تنطوي على ليزر الألياف الضوئية فائق الطاقة، ما يسعى إليه العملاء هو زيادة الكفاءة. ويمكن تحقيق ذلك بطريقتين: أولاً، من خلال تعزيز كفاءة التحويل الكهروضوئي-البصري لليزر الليفي، مما يؤدي إلى توفير الطاقة والتكاليف؛ وثانياً، من خلال تحسين كفاءة المعالجة الإجمالية، وبالتالي زيادة الربحية. المعالجة بالليزر هي مهمة هندسة النظم.
لا يمكن تحسين الاستفادة من النظام حقًا إلا من خلال تحقيق تطابق متعدد الأبعاد والتحسين المتبادل بين أداة الماكينة والنظام ومسار الغاز ورأس المعالجة ومصدر الليزر والصفائح المعدنية وتقنية المعالجة مما يحقق أفضل العوائد.
تتميز سلسلة كيلووات من ليزر الألياف الضوئية من Raycus Laser بكفاءة تحويل كهروضوئية تزيد عن 40% وتحسن زاوية التباعد إلى حد كبير، مما يتيح تطابقًا أفضل مع رؤوس القطع والأنظمة ذات التكوينات البصرية المختلفة من جميع العلامات التجارية في السوق. وهذا يلبي بشكل جيد احتياجات العملاء من القطع للألواح الرقيقة والمتوسطة والسميكة.
تنقسم وحدات الليزر الليفي إلى وحدة واحدة ووحدات متعددة الوحدات. في تطبيقات القطع، تؤثر بقعة الضوء المركزة بشكل كبير على جودة القطع. ويستخدم ليزر الكيلوواط أحادي الوحدة تضخيم الألياف الأحادي الوحدة للوصول إلى مستويات الكيلوواط، حيث يكون الشعاع موزعًا بشكل شبه غاوسي، وتكون الطاقة مركزة نسبيًا.
وعادةً ما يستخدم تحويل الوضع لتحقيق تجانس الحزمة، ولكن التأثير يخضع لتذبذب كبير بسبب اتساق الجهاز.
عادةً ما يستخدم الليزر متعدد الوحدات الكيلوواط متعدد الوحدات عادةً عدة وحدات ضوئية بقدرة 2000 إلى 6000 واط لتشكيل شعاع مدمج، مما يحقق تراكب أشعة متعددة ويشكل بشكل طبيعي تأثير تجانس مع اتساق أفضل.
تكمن ميزة ليزر الكيلووات أحادي الوحدة في سرعته في قطع الألواح متوسطة النحافة. وبالمقارنة مع الليزر 12000 متعدد الوحدات 12000، فإن الليزر أحادي الوحدة 12000 يتمتع بكفاءة فائقة في قطع الفولاذ المقاوم للصدأ بسماكات مختلفة أقل من 20 مم بمساعدة النيتروجين أو الهواء.
تعمل أجهزة الليزر متعددة الوحدات بالكيلوواط متعددة الوحدات بشكل أفضل في تجانس الحزم، مما يجعلها أكثر فائدة من حيث جودة القطع للألواح السميكة. بعض العملاء لديهم متطلبات عالية جدًا لقسم التصنيع الآلي، لذلك لا يزالون يفضلون ليزر الألياف متعدد الوحدات.
وفي الختام، لا يمكن إجراء مقارنة بسيطة بين الوحدة الواحدة والوحدات المتعددة. فكلاهما تكوينان من ليزر الألياف، مثل السيارة، حيث تناسب سيارة السيدان الطرقات، وتناسب مركبة الطرقات الوعرة الجبال. لكن لا يزال بإمكان سيارة السيدان عبور الجبال، ويمكن لمركبة الطرق الوعرة السير على الطرق.
ولذلك، يعتمد الاختيار بين ليزر الألياف الليزرية متعدد الأوضاع وأحادي الوضع على احتياجات المعالجة الفعلية للعميل.
يجب أن يعتمد اختيار المنتج على احتياجات تطبيق السوق. بالنسبة لمعظم المستخدمين من رجال الأعمال، من الأهمية بمكان اختيار ليزر فعال من حيث التكلفة بناءً على متطلبات سيناريو التطبيق المحدد. يمكن للعملاء تقييم احتياجاتهم بشكل شامل من جوانب المعالجة والتكلفة والخدمة.
أولاً، فيما يتعلق باحتياجات المعالجة، فإن المستخدمين المختلفين لديهم متطلبات مختلفة لسمك وسرعة وكفاءة قطع الألواح. لذلك ، عند اختيار منتجات الليزر ، من الضروري مراعاة احتياجات المعالجة الفعلية لألواح القطع اليومية للمصنع وسماكاتها.
ثانيًا، مع زيادة احتياجات المعالجة الحالية إلى الحد الأقصى، فإن تكلفة استخدام المنتج هي أيضًا عامل رئيسي يجب أخذه في الاعتبار. يمكن مقارنة تكلفة استخدام الليزر من جوانب متعددة مثل كفاءة التحويل الكهربائي البصري للمنتج، وتكلفة التوقف عن العمل، وسعر الشراء.
وأخيراً، تعتبر أشعة الليزر سلعاً سائبة عالية التكلفة وذات عمر تشغيلي طويل. إلى جانب معايير أداء المنتج (جودة الشعاع، وكفاءة التحويل الكهربائي البصري، والثبات، وما إلى ذلك) و قطع الألواح المتطلبات، يحتاج المستخدمون أيضًا إلى النظر في ضمان المنتج وخدمة ما بعد البيع. ومن هذا المنظور، يبدو أن اختيار علامة تجارية ليزر معروفة هو الخيار الأفضل.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO