كيف تختار ليزر ألياف الليزر الليفي المناسب أكثر من 10 كيلو وات؟

وفقًا للتقرير الخاص بتطوير صناعة الليزر في الصين، في سوق ألياف الليزر الليزرية المحلية، تجاوز إجمالي شحنات ليزر الألياف الليزرية التقليدية المحلية منخفضة ومتوسطة الطاقة شحنات المنتجات الأجنبية في نفس قسم الطاقة بسبب التحسن التدريجي في قوة وأداء ليزر الألياف الليزرية المحلية. ويدل هذا الإنجاز على نجاح إحلال الواردات.

بالإضافة إلى ذلك، فإن الشحنة الإجمالية لأشعة الليزر الليزرية التقليدية المحلية فائقة الطاقة فوق 10 كيلوواط تتساوى تقريبًا مع المنتجات الأجنبية في نفس قسم الطاقة.

وهذا يشير إلى أن ليزر الألياف المحلي يكتسب قبولاً في السوق المحلية بسبب التعزيز المستمر لقوة البحث والتطوير المستقلة.

وعلاوة على ذلك، يتزايد طلب السوق الصناعية على أجهزة الليزر عالية الطاقة بقدرة 10000 واط كل عام حيث تتطلب معالجة منتجات الليزر معايير أعلى. وقد أصبح هذا الاتجاه سائدًا بشكل متزايد.

يواجه العملاء مجموعة واسعة من أجهزة الليزر بقدرة 10000 واط في السوق المحلية ولديهم العديد من الشكوك حول اختيار المعدات المناسبة.

1. أسئلة وأجوبة حول مجموعة مختارة من ليزر الألياف

س1: هل كلما زادت الطاقة، زادت كفاءة المعالجة؟

في السنوات الأخيرة، أصبحت الطاقة العالية أكثر شيوعًا في المعالجة بالليزر الصناعة. خذ رايكوس ليزر كمثال. في العام الماضي، تجاوزت مبيعات منتجات الليزر التي تزيد قدرتها عن 10000 واط 2380 وحدة، بزيادة 243% عن عام 2020 وإجمالي 3200 وحدة مباعة على مدار التاريخ. وهذا الرقم أكبر بكثير من مبيعات العلامات التجارية المحلية الأخرى. وصلت منتجات رايكوس ليزر الألياف الليزرية المستمرة إلى 100 كيلوواط، مسجلة بذلك سابقة محلية.

ومع ذلك، فإن الطاقة الأعلى لا تعادل بالضرورة كفاءة معالجة أعلى لمنتجات الليزر.

وتعتمد الكفاءة على تكوين المكونات الأساسية لليزر، مثل الألياف النشطة ومصدر المضخة ومُجمِّع الطاقة العالية، بالإضافة إلى نوع وسُمك اللوحة التي تتم معالجتها.

يلعب تكوين الجهاز الأساسي لليزر دورًا مهمًا في تحديد كفاءة معالجته. ويمكن للأجهزة الأساسية الأكثر تقدمًا ومطابقتها أن تحقق كفاءة معالجة أعلى من أنواع الليزر الأخرى بنفس الطاقة.

وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أيضًا مراعاة نوع وسُمك الألواح التي يعالجها العملاء عند قياس كفاءة المعالجة. وعلاوة على ذلك، فإن التطبيقات المختلفة، مثل اللحام والكسوة، لها عوامل إضافية تؤثر على كفاءة المعالجة. ولذلك، ليس من المناسب مقارنة كفاءة المعالجة لأجهزة الليزر المختلفة بناءً على قوتها فقط.

وأخيرًا، دعونا نفحص تأثيرات عملية رايكوس القطع بالليزر الفولاذ الكربوني بسماكات مختلفة عند 12 كيلوواط و20 كيلوواط و30 كيلوواط.

يوضح الجدول ثلاث مجموعات متعددة الأوضاع بمخرجات طاقة تبلغ 30 كيلوواط، و20 كيلوواط، و12 كيلوواط، وجميعها تستخدم لقطع الفولاذ الكربوني أثناء قياس العملية. الغاز الإضافي المستخدم في المجموعات الثلاث هو الهواء، على الرغم من أن هذا غير مذكور في الجدول.

عند فحص الجدول، يتضح من الجدول أن كفاءة المجموعة متعددة الأوضاع بقدرة 30 كيلو وات لقطع الفولاذ الكربوني بسمك 10 مم باستخدام الهواء الإضافي أعلى بمقدار 25% من كفاءة المجموعة بقدرة 20 كيلو وات.

على الرغم من وجود تحسن في الكفاءة، إلا أنه ليس كبيرًا جدًا. ومع ذلك، تصبح الميزة أكثر وضوحًا عند قطع الفولاذ الكربوني بسمك 25 مم، حيث تُظهر المجموعة متعددة الأوضاع بقدرة 30 كيلوواط كفاءة أعلى بمقدار 114.3% من مجموعة 20 كيلوواط (التي تستخدم الأكسجين الإضافي).

حالات تطبيق المنتج

فيما يتعلق بالتطبيق العملي، يجب على العملاء اختيار المنتجات عالية الطاقة الأكثر ملاءمة لألواحهم المعالجة الخاصة بهم بناءً على نوعها وسمكها.

إذا كانت غالبية عمليات المعالجة التي يقوم بها العميل تتضمن ألواحًا رقيقة، فيجب عليه اختيار منتجات بمستوى 10000 واط لتلبية احتياجات كفاءة المعالجة إلى أقصى حد.

من ناحية أخرى، إذا كانت الألواح المتوسطة والسميكة تشكل غالبية المعالجة أو إذا كان حجم المعالجة كبيرًا، فيجب على العملاء اختيار منتجات الليزر ذات الطاقة الأعلى 10000 واط.

يختار العديد من العملاء المعدات المجهزة بليزر رايكوس ليزر 30 كيلو وات نظرًا لحجم المعالجة الكبير. يمكن لهذه المعدات أن تفي بالمتطلبات الشاملة لسرعة القطع وجودة المقطع للألواح الرقيقة والمتوسطة والسميكة.

لها مزايا كبيرة في القطع الهوائي ألواح متوسطة وسميكة، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة المعالجة في المصنع. وهذا بدوره يقلل من تكاليف التشغيل الإجمالية ويؤدي إلى عوائد أسرع.

س2: تحت نفس الطاقة، كلما كان قلب الألياف أصغر، كان ذلك أفضل؟

كما نعلم جميعًا، يركز اختراق تكنولوجيا الليزر الحالية على الطاقة العالية والسطوع العالي.

بعض مصنعي الليزر وجهت العملاء بشكل خاطئ للاعتقاد بأن "النواة الصغيرة تمثل سطوعًا عاليًا. ومع ذلك، هذا اعتقاد خاطئ.

وترتبط جودة الليزر عالي السطوع ارتباطًا وثيقًا بقيمة BPP (منتج معلمة الشعاع)، والتي يتم حسابها باستخدام نصف قطر خصر الشعاع (ω₀) وزاوية التباعد في المجال البعيد لشعاع الليزر (θʀ). تشير قيمة BPP الأقل إلى جودة شعاع أفضل.

يُعرّف السطوع بأنه القدرة لكل وحدة مساحة ولكل وحدة زاوية صلبة. وبالتالي، لتحقيق سطوع عالٍ، يجب استيفاء شرطين مسبقين: تحسين طاقة الليزر وتحسين جودة الشعاع.

يمكن أن يؤدي كل من التحسينات المفردة والمشتركة إلى زيادة سطوع الليزر. ومع ذلك، فإن تحسين جودة الشعاع لا يماثل تقليل القطر الأساسي للألياف.

وذلك لأن قطر القلب لا يمكن أن يكون مساويًا لقطر خصر الحزمة. عند تقليل القطر الأساسي، يجب ألا تزيد زاوية التباعد في المجال البعيد للحزمة لتقليل قيمة BPP وتحقيق جودة شعاع أفضل.

BPP = ω₀* ω ω ω ₀ هو نصف قطر الحزام، θθʀ زاوية تباعد الشعاع

في سيناريو تطبيق ليزر الألياف الليزرية فائقة الطاقة، يحتاج العملاء إلى تحسينات في الفوائد، والتي يمكن تحقيقها من جانبين:

أولاً، يمكن توفير الكهرباء والمال من خلال تعزيز كفاءة التحويل الكهروضوئي لليزر الليفي.

ثانيًا، من خلال تحسين كفاءة المعالجة الشاملة، يمكن تحقيق هدف زيادة الكفاءة والربحية.

المعالجة بالليزر هي مشروع منهجي يستلزم التنسيق والتكامل متعدد الأبعاد بين أدوات الماكينات والأنظمة ومسارات الغاز ورؤوس المعالجة ومصادر الليزر والألواح وتكنولوجيا المعالجة. وعندها فقط يمكن زيادة معدل استخدام النظام زيادة حقيقية وتحقيق الدخل الأمثل.

تتميز ليزرات الألياف الليزرية من سلسلة ليزر وانوا من Raycus بكفاءة تحويل كهروضوئية تزيد عن 40%، كما تم تحسين زاوية التباعد إلى حد كبير، مما يجعلها متوافقة مع رؤوس القطع والأنظمة ذات التكوينات البصرية المختلفة من جميع العلامات التجارية المتوفرة في السوق. وهذا يسمح بمراعاة احتياجات القطع للعملاء بشكل أفضل للألواح الرقيقة والمتوسطة والسميكة.

س3: كيف تختار مجموعة أحادية الوضع ومجموعة متعددة الأوضاع تحت نفس القوة؟

ينقسم تكوين وحدات الليزر الليفي إلى مجموعتين: أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع. في تطبيقات القطع، تتأثر جودة القطع بشكل كبير بنقطة التركيز.

ويستخدم الليزر أحادي الوضع بقدرة 10000 واط تضخيمًا ليفيًا واحدًا لتحقيق مستوى 10000 واط. يكون للشعاع توزيع شبه غاوسي، وتكون الطاقة مركزة نسبيًا.

عادةً ما يتم استخدام طريقة تحويل الوضع لتحقيق تأثير تجانس الحزمة، والتي تتأثر بشكل كبير بتناسق الأجهزة.

تجمع أشعة الليزر متعددة الأوضاع بقدرة 10000 واط بشكل عام بين عدة وحدات بصرية بقدرة 2000 إلى 6000 واط لإنتاج الحزم، والتي تتراكب لتشكل بشكل طبيعي تأثير التجانس والاتساق الجيد.

مقارنة أنماط الشعاع لليزر الألياف الليزرية أحادية النمط ومتعددة الأنماط بقدرة 10000 واط

تُظهر الصورتان العلويتان ليزر الألياف أحادية الوضع، بينما تُظهر الصورتان السفليتان ليزر الألياف متعددة الأوضاع.

تتمثل ميزة استخدام ليزر أحادي النمط 10000 واط في سرعة القطع للألواح المتوسطة والرقيقة. وعند مقارنتها بليزر 12000 أحادي النمط 12000 وليزر 12000 متعدد الأنماط من رايكوس، فإن كفاءة القطع بالليزر أحادي النمط 12000 أفضل من ليزر الألياف الليفية متعدد الأنماط 12000 عند قطع الفولاذ المقاوم للصدأ بسماكة أقل من 20 مم، وعند المساعدة بالنيتروجين أو الهواء.

مجموعة الوضع الواحد 12000 واط والمجموعة متعددة الأوضاع 12000 واط

مقارنة تأثير البيانات المقيسة بتأثير قطع الفولاذ المقاوم للصدأ العملية

يتميز الليزر متعدد الأوضاع بقوة 10000 واط بتأثير تجانس أفضل للشعاع، مما يجعل ميزة السماكة قطع الألواح الجودة أكثر وضوحًا.

بعض العملاء لديهم متطلبات معالجة متطلبة للغاية، وبالتالي يختارون ليزر الألياف متعددة الأنماط.

من حيث الجوهر، لا يمكن مقارنة المجموعتين أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع بطريقة مباشرة. فكلاهما تكوينان من ليزر الألياف، على غرار السيارات.

السيارات مصممة للطرق، بينما مركبات الطرق الوعرة مصممة للجبال. ومع ذلك، يمكن للسيارات أن تسير على الجبال، كما يمكن للمركبات على الطرق الوعرة أن تسير على الطرقات أيضاً.

ومن ثم، فإن اختيار ليزر ليفي متعدد الأوضاع أو ليزر ليفي أحادي الوضع يتوقف على احتياجات المعالجة المحددة للعميل.

12000 واط 12000 وحدة واحدة تقطع الكربون 6 مم تأثير الفولاذ

مجموعة 12000 واط متعددة الأنماط 12000 واط تقطع الفولاذ الكربوني 30 مم

2. كيف تختار منتجات الليزر المناسبة التي تزيد عن 10 كيلو واط؟

يعتمد اختيار المنتجات المناسبة على احتياجات السوق من التطبيقات.

بالنسبة لمعظم مؤسسات المستخدمين، يعد اختيار الليزر ذي الأداء العالي التكلفة بناءً على سيناريوهات تطبيق محددة أمرًا بالغ الأهمية.

يمكن للعملاء تقييم المنتجات بشكل شامل بناءً على ثلاثة جوانب: الطلب على المعالجة، والطلب على التكلفة، والطلب على الخدمة.

أولاً ، لدى المستخدمين المختلفين متطلبات مختلفة لسمك القطع والسرعة وكفاءة معالجة الألواح. لذلك ، عند اختيار منتجات الليزر ، من الضروري مراعاة متطلبات المعالجة الفعلية للوحة القطع اليومية للمصنع وسمكها.

ثانيًا ، تعد تكلفة المنتج أيضًا عاملاً حاسمًا في اختيار الليزر في ظل شرط تعظيم طلب المعالجة الحالي. ويمكن مقارنة تكلفة استخدام الليزر بشكل شامل استناداً إلى كفاءة التحويل الكهروضوئية وتكلفة الإغلاق وسعر الشراء وعوامل أخرى.

وأخيرًا، تعتبر أشعة الليزر سلعًا سائبة عالية السعر للوحدة ذات عمر خدمة طويل، بغض النظر عن معايير أداء المنتج مثل جودة الشعاع، وكفاءة التحويل الكهربائي البصري، والثبات، و قطع الألواح الطلب. يجب أن يركز المستخدمون أيضًا على ضمان جودة المنتج وخدمات ما بعد البيع، مما يجعل اختيار علامة تجارية مرموقة من أجهزة الليزر خيارًا أفضل.