ليزر الألياف مقابل ليزر ثاني أكسيد الكربون، ما الفرق؟

مقدمة:

في الوقت الحاضر، جميع الصناعات لا يمكن فصلها عن الليزر. ليزر الألياف وليزر ثاني أكسيد الكربون هما نوعان متميزان من الليزر. لديهم خصائص وتطبيقات مختلفة. ليزر الألياف VS ليزر ثاني أكسيد الكربون، ما الفرق؟ هذه المقالة سوف تعطيك الجواب.

ما هي آلة القطع بالليزر CO2؟

إن قاطع ثاني أكسيد الكربون هو قطعة شائعة من معدات المعالجة المستخدمة في مجموعة واسعة من الصناعات التحويلية والفنون والحرف اليدوية والمزيد. آلة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون عبارة عن جهاز يستخدم شعاع الليزر المنبعث من ليزر ثاني أكسيد الكربون لقطع المواد أو نقشها أو وضع علامات عليها. بعد تركيز شعاع الليزر بواسطة عدسة التركيز، يكون لديه كثافة طاقة عالية، ويمكن تحويل طاقته محليًا إلى طاقة حرارية، وبالتالي إنتاج تأثيرات القطع والنقش على سطح المادة أو داخلها. من خلال التحكم في مسار وشدة شعاع الليزر، يمكن تحقيق معالجة دقيقة للمواد.

ما هي آلة القطع بليزر الألياف؟

يعد القطع بالليزر عملية قطع متقدمة ومستخدمة على نطاق واسع في معالجة المواد الحالية. إنها طريقة قطع حرارية تستخدم شعاع ليزر عالي الكثافة من الطاقة باعتباره “أداة قطع” لقطع المواد. يقوم شعاع الليزر ذو كثافة الطاقة العالية بتشعيع قطعة العمل بحيث تصل المادة المشععة إلى نقطة الإشعال أو تذوب وتنفجر بسرعة. في نفس الوقت، يتم نفخ المادة المنصهرة بعيدًا عن طريق تدفق الهواء عالي السرعة المحوري مع العارضة، وبالتالي إكمال قطع قطعة العمل. تتميز آلة القطع بالليزر CNC بمزايا التصنيع الدقيق، والمعالجة ذات الأشكال الخاصة، والقطع المرن، والتشكيل لمرة واحدة، والسرعة العالية، والكفاءة العالية، وما إلى ذلك. لقد حلت العديد من المشكلات التي لا يمكن حلها بالطرق التقليدية في الإنتاج الصناعي. دلالة.

  • في صناعة معالجة المعادن، حلت آلات القطع بليزر الألياف محل آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون وطرق المعالجة التقليدية تدريجيًا، لتصبح رائدة في مجال معالجة الصفائح المعدنية. يمكن لآلة القطع بليزر الألياف إجراء القطع المسطح والقطع المائل بحواف أنيقة وناعمة. إنها مناسبة لمعالجة القطع عالية الدقة مثل الصفائح المعدنية. وفي الوقت نفسه، يمكن للذراع الآلي أن يحل محل الليزر خماسي المحاور المستورد للقطع ثلاثي الأبعاد. بالمقارنة مع آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون العادية، فهي توفر المساحة واستهلاك الغاز ولديها معدل تحويل كهروضوئي مرتفع. إنه منتج جديد لتوفير الطاقة وحماية البيئة، كما أنه أحد المنتجات التقنية الرائدة في العالم.

    ليزر الألياف مقابل ليزر ثاني أكسيد الكربون، ما الفرق؟

    عندما يتعلق الأمر بآلات القطع بالليزر، فإن الاختيار بين ليزر الألياف وليزر ثاني أكسيد الكربون يعتمد على عدة عوامل.
    فيما يلي الاختلافات الرئيسية بين هذين النوعين من آلات القطع بالليزر:

    مصدر الليزر

    تستخدم آلات القطع بليزر الألياف مصدر ليزر الحالة الصلبة، والذي يتكون من كابل ألياف بصرية مشبع بعناصر أرضية نادرة. آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون، كما يوحي الاسم، تستخدم مصدر ليزر غازي يعتمد على خليط من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيليوم.

    الطول الموجي

    تتميز ليزرات الألياف بطول موجي أقصر (عادة حوالي 1064 نانومتر) مقارنة بليزر ثاني أكسيد الكربون (الذي ينبعث عند حوالي 10600 نانومتر). يتيح الطول الموجي الأقصر لليزر الألياف امتصاصًا أفضل لبعض المواد، وخاصة المعادن، مما يؤدي إلى سرعات قطع أسرع وكفاءة أعلى.

    سرعة القطع

    نظرًا لارتفاع معدل الامتصاص لطول موجة ألياف الليزر في المعادن، توفر آلات القطع بليزر الألياف عمومًا سرعات قطع أسرع مقارنةً بآلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون. وهذا يجعل ليزر الألياف مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات الصناعية حيث تكون الإنتاجية العالية أمرًا ضروريًا.

    استهلاك الطاقة

    تعتبر آلات القطع بليزر الألياف أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من ليزر ثاني أكسيد الكربون. يمكن أن توفر ألياف الليزر نفس قوة القطع أو أكبر بينما تستهلك كهرباء أقل بكثير. يمكن أن تؤدي كفاءة استخدام الطاقة هذه إلى توفير التكاليف على مدار عمر الماكينة.

    صيانة

    تتطلب آلات القطع بليزر الألياف عادةً صيانة أقل مقارنةً بليزر ثاني أكسيد الكربون. يحتوي ليزر ثاني أكسيد الكربون على مكونات قابلة للاستهلاك، بما في ذلك مخاليط الغاز والبصريات، والتي تحتاج إلى استبدال منتظم. من ناحية أخرى، تتمتع أجهزة ليزر الألياف بعمر أطول وتتطلب إجراءات صيانة أقل.

    التوافق المادي

    بينما يمكن لكل من ليزر الألياف وليزر ثاني أكسيد الكربون قطع مجموعة واسعة من المواد، إلا أنهما يتفوقان في مجالات مختلفة. تعتبر ألياف الليزر مناسبة بشكل خاص لقطع المعادن (مثل الفولاذ والألمنيوم والنحاس) نظرًا لمعدلات امتصاصها العالية في هذه المواد. من ناحية أخرى، يعتبر ليزر ثاني أكسيد الكربون أكثر تنوعًا ويمكنه قطع مجموعة متنوعة من المواد بشكل فعال بما في ذلك البلاستيك والخشب والأقمشة والزجاج والمزيد.

    التكلفة المبدئية

    بشكل عام، تميل آلات القطع بليزر الألياف إلى الحصول على تكلفة أولية أعلى مقارنةً بليزر ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك، غالبًا ما يتم تعويض هذا الفارق في التكلفة من خلال انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة لأجهزة ليزر الألياف بمرور الوقت.

    يعتمد الاختيار بين آلة القطع بليزر الألياف وآلة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون على عوامل مثل نوع المواد المراد قطعها، وسرعة القطع المطلوبة، وقيود الميزانية، ومتطلبات التطبيق المحددة.

    القطع بثاني أكسيد الكربون أم القطع بالليزر، أي تأثير القطع أفضل؟

هيكل معدات الليزر

في تكنولوجيا القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون، غاز ثاني أكسيد الكربون هو الوسط الذي ينتج شعاع الليزر. ومع ذلك، تعمل ألياف الليزر عبر الثنائيات وكابلات الألياف الضوئية. تستخدم أنظمة ليزر الألياف مضخات صمام ثنائي متعددة لتوليد شعاع ليزر، والذي يتم توصيله بعد ذلك إلى رأس القطع بالليزر عبر كابل ألياف ضوئية مرن، بدلاً من المرايا لتوصيل الشعاع. وهذا له العديد من المزايا، بدءًا من حجم طاولة القطع. على عكس تقنية ليزر الغاز، حيث يجب ضبط المرايا على مسافة معينة، فإن تقنية ليزر الألياف ليس لها حدود للنطاق. بل إنه من الممكن تركيب ليزر الألياف بجوار رأس القطع بالبلازما لطاولة القطع بالبلازما، وهو ليس خيارًا متاحًا لتقنية القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون. كما أن القدرة على ثني الألياف تجعل النظام أكثر إحكاما عند مقارنته بنظام قطع الغاز المكافئ.

كفاءة التحويل الكهروضوئي

ربما تكون الميزة الأكثر أهمية وذات مغزى لتقنية تقطيع الألياف هي كفاءتها في استخدام الطاقة. مع الوحدة الرقمية ذات الحالة الصلبة الكاملة والتصميم الفردي لليزر الليفي، فإن نظام القطع بليزر الألياف يتمتع بكفاءة تحويل كهروضوئية أعلى من القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون.

لكل وحدة طاقة في نظام قطع ثاني أكسيد الكربون، فإن الاستخدام النموذجي الفعلي يبلغ حوالي 8% إلى 10%. بالنسبة لأنظمة القطع بليزر الألياف، يمكن للمستخدمين توقع كفاءة طاقة أعلى، في حدود 25% إلى 30%. بمعنى آخر، استهلاك الطاقة الإجمالي لنظام قطع الألياف الضوئية أقل بنحو 3 إلى 5 مرات من استهلاك نظام قطع ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي يتم زيادة كفاءة الطاقة إلى أكثر من 86%.

مقارنة تأثير القطع

تتميز ألياف الليزر بأطوال موجية قصيرة، مما يزيد من امتصاص الشعاع بواسطة المادة التي يتم قطعها وتمكين قطع المواد مثل النحاس والنحاس وكذلك المواد غير الموصلة. ينتج الشعاع الأكثر تركيزًا نقطة بؤرية أصغر وعمقًا أعمق للتركيز، لذلك يمكن لأشعة الليزر الليفية أن تقطع المواد الرقيقة بسرعة وتقطع المواد متوسطة السُمك بكفاءة أكبر.

عند قطع المواد التي يصل سمكها إلى 6 مم، فإن سرعة القطع لنظام القطع بليزر الألياف بقدرة 1.5 كيلو وات تعادل سرعة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون بقدرة 3 كيلو وات. ولذلك، فإن تكلفة تشغيل قطع الألياف أقل من تكلفة أنظمة قطع ثاني أكسيد الكربون العادية.

مقارنة تكاليف الصيانة

فيما يتعلق بصيانة الماكينة، فإن قطع ألياف الليزر أكثر ملاءمة للبيئة وصديقة للبيئة. يحتاج نظام الليزر بغاز ثاني أكسيد الكربون إلى صيانة دورية؛ فالمرآة تحتاج إلى صيانة ومعايرة، والرنان يحتاج إلى صيانة دورية. من ناحية أخرى، لا تتطلب حلول القطع بليزر الألياف أي صيانة تقريبًا. يحتاج نظام القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون كغاز ليزر.

بسبب نقاء غاز ثاني أكسيد الكربون، سوف يتلوث تجويف الرنين ويجب تنظيفه بانتظام. بالنسبة لنظام ثاني أكسيد الكربون متعدد الكيلووات، فإن هذا يكلف ما لا يقل عن 120 ألفًا سنويًا. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب العديد من عمليات قطع ثاني أكسيد الكربون توربينات محورية عالية السرعة لتوصيل غاز الليزر، وتتطلب التوربينات الصيانة والتجديد.

لخص

على الرغم من أن قدرة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون قوية جدًا، إلا أنه من حيث توفير الطاقة والتكلفة، لا تزال الألياف الضوئية تتمتع بميزة أعلى. الفوائد الاقتصادية التي تجلبها الألياف الضوئية أعلى بكثير من فوائد ثاني أكسيد الكربون. في اتجاه التطوير المستقبلي، ستحتل آلات القطع بليزر الألياف مكانة المعدات السائدة.

خاتمة:

من خلال المقدمة المذكورة أعلاه، يمكننا أن نرى أنه بالمقارنة مع المعالجة بليزر ثاني أكسيد الكربون، تتمتع تكنولوجيا القطع بليزر الألياف بمزايا أكثر وضوحًا، والتي لا تعمل على تحسين جودة المنتج فحسب، بل تقصر أيضًا دورة الإنتاج، وتقلل من تكلفة الوقت، وتجلب أقصى قدر من الفوائد للمؤسسات.

مزايا القطع ومزايا تكلفة الصيانة لآلات القطع بليزر الألياف لا يمكن مقارنتها بآلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون، ولهذا السبب تتطور آلات القطع بليزر الألياف بسرعة كبيرة. إن الفائدة الاقتصادية التي تجلبها الألياف الضوئية أعلى بكثير من فائدة ثاني أكسيد الكربون. في اتجاه التطوير المستقبلي، ستحتل آلات القطع بليزر الألياف موقعًا سائدًا.