هناك أنواع عديدة من آلات القطع بالليزر الصناعية في السوق، والتي تنقسم إلى قواطع ألياف ليزر وقواطع ليزر ثاني أكسيد الكربون حسب أنواع ألياف الليزر. ظهرت آلة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون لأول مرة، وبعد ذلك مع تطور العلوم والتكنولوجيا، ظهرت آلة القطع بليزر الألياف.
اثنان من أبرز أنواع تقنيات القطع بالليزر هما ليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر الألياف. يتمتع كلاهما بنقاط قوة وتطبيقات فريدة، ويعد الاختيار بين الاثنين قرارًا حاسمًا بالنسبة للمصنعين.
هناك العديد من الاختلافات بين قطع ثاني أكسيد الكربون والقطع بليزر الألياف، ستخبرك هذه المقالة.
ليزر ثاني أكسيد الكربون مقابل ليزر الألياف
ليزر ثاني أكسيد الكربون عبارة عن شعاع غاز يتم الحصول عليه عن طريق إثارة جزيئات ثاني أكسيد الكربون، ويبلغ طول موجته 10.6 ميكرومتر؛
يبلغ طول موجة ألياف الليزر 1.08 ميكرومتر.
إن الخصائص الفيزيائية للأطوال الموجية المختلفة لها تأثير كبير على خصائص المعالجة لكليهما.
ألياف الليزر مقابل قطع ثاني أكسيد الكربون
ما هي آلة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون؟
تقوم آلة القطع بالليزر CO2 بقطع المواد غير المعدنية، ومن الأفضل استخدام الألياف الضوئية أو معدات YAG لقطع المواد المعدنية.
ما هو ليزر الألياف
آلة القطع بالليزر تستخدم بشكل رئيسي لقطع المواد المعدنية. أثناء عملية القطع، يتم تركيز الشعاع في بؤرة صغيرة من خلال العدسة، ويصل التركيز إلى كثافة طاقة عالية. تم تثبيت رأس القطع على المحور z. يتم تسخين الطاقة العالية المتولدة بسرعة إلى درجة حرارة الانصهار والتبخر لتحقيق تأثير القطع.
مزايا c02 مقابل ألياف الليزر
الميزة الرئيسية لليزر ثاني أكسيد الكربون هي تنوعها. يمكنها التعامل مع مجموعة واسعة من المواد والسماكات، مما يجعلها خيارًا شائعًا للصناعات التي تتطلب احتياجات قطع متنوعة. بالإضافة إلى ذلك، يتفوق ليزر ثاني أكسيد الكربون في تطبيقات النقش، مما يوفر نتائج تفصيلية عالية الجودة.
تقدم ألياف الليزر العديد من المزايا. أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، وتتطلب طاقة أقل لتحقيق نفس سرعة القطع. قطر بؤري أصغر، مما يؤدي إلى منطقة أصغر متأثرة بالحرارة، مما يؤدي إلى دقة أعلى وتشويه أقل للمواد.
القيود: الفرق بين ليزر الألياف وليزر ثاني أكسيد الكربون
عادةً ما يكون ليزر ثاني أكسيد الكربون أقل كفاءة من ليزر الألياف ويتطلب المزيد من الطاقة للتشغيل. كما أنهم يواجهون صعوبة في قطع المعادن شديدة الانعكاس مثل الألومنيوم والنحاس، والتي يمكن أن تعكس شعاع الليزر وتتسبب في تلف الجهاز.
ليزر الألياف ليس متعدد الاستخدامات مثل ليزر ثاني أكسيد الكربون. من الصعب قطع المواد غير المعدنية مثل الخشب والبلاستيك، ولا يمكن نقشها بكفاءة مثل ليزر ثاني أكسيد الكربون.
ليزر الألياف مقابل سرعة ليزر ثاني أكسيد الكربون
سرعة القطع لليزر الليفي هي 2-3 أضعاف سرعة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون بنفس القوة. مزاياها بارزة بشكل خاص في عملية قطع الصفائح المعدنية. إنها تتمتع بأداء ممتاز بين آلتي القطع بالليزر الأخريين. جودة القطع جيدة، والفجوات صغيرة، والحواف أنيقة.
ثاني أكسيد الكربون مقابل الطول الموجي لليزر الليفي
الطول الموجي لليزر الليفي هو 1.06 ميكرومتر
الطول الموجي لليزر ثاني أكسيد الكربون هو 10.6 ميكرومتر.
كلها عبارة عن ضوء الأشعة تحت الحمراء، والتي يمكن أن تمتصها المواد وتستخدم في معالجة المواد الصناعية.
استهلاك الطاقة
معدل التحويل الكهروضوئي لليزر الألياف هو أكثر من 30%، ومعدل التحويل الكهروضوئي لآلة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون بنفس الطاقة حوالي 10% إلى 15%، ومعدل التحويل الكهروضوئي لليزر الصلب هو 3%. استهلاك طاقة ليزر الألياف هو 20-30% فقط من استهلاك طاقة ليزر ثاني أكسيد الكربون بنفس الطاقة، والتكلفة الإجمالية أقل.
ميزة ألياف الليزر مقابل ليزر ثاني أكسيد الكربون
| لا. | متطلبات التطبيق | فايبر ليزر | ليزر ثاني أكسيد الكربون |
|---|---|---|---|
| 1 | قطع غير المعادن | أدنى تماما. | متفوقة تماما. |
| 2 | قطع النحاس | متفوقة تماما. | أدنى تماما. |
| 3 | قطع سبائك الألومنيوم | لديه ميزة. | لا ميزة. |
| 4 | قطع المعادن السوداء بسمك ≥ 6 مم | الميزة: تكلفة أقل، سرعة أكبر. | لا توجد ميزة: تكلفة أعلى، وسرعة أبطأ. |
| 5 | قطع المعادن السوداء بسماكة أكبر من 6 مم | لا ميزة. سرعة القطع قابلة للمقارنة بليزر ثاني أكسيد الكربون. جودة القسم وكفاءة التثقيب أقل جودة من ليزر ثاني أكسيد الكربون. | لديه ميزة: سرعة القطع أسرع قليلاً من ليزر الألياف؛ جودة قسم أفضل؛ كفاءة ثقب أعلى، والوقت الموفر يعوض التكلفة الأعلى مقارنة بألياف الليزر. |
استهلاك ثاني أكسيد الكربون وألياف ليزر النيتروجين
الغاز الرئيسي الذي يستهلكه ليزر ثاني أكسيد الكربون هو غاز أول أكسيد الكربون (CO2). يتطلب ليزر ثاني أكسيد الكربون أيضًا الأرجون (Ar) أو الأكسجين (O2) أو الهيليوم (He) كغاز تدفق. مبدأ عمل ليزر ثاني أكسيد الكربون هو أن غاز أول أكسيد الكربون يتم تحفيزه بواسطة الإلكترونات، ويتم تحفيز الفوتونات المتولدة إلى مرآة الليزر، وبالتالي توليد ضوء الليزر.
عند قطع الفولاذ المقاوم للصدأ بالليزر، يتم استخدام النيتروجين كغاز وقائي. يقوم الليزر بإذابة الفولاذ المقاوم للصدأ مباشرة، ويقوم النيتروجين عالي الضغط بنفخ الخبث مباشرة لتشكيل خط قطع. إذا كنت تريد توفير التكاليف، يمكنك استخدام ضاغط هواء كبير بضغط يصل إلى 13 كجم واستخدام الهواء كغاز مساعد. بهذه الطريقة تكون التكلفة أقل بكثير.
اتخاذ الاختيار الصحيح: قطع ثاني أكسيد الكربون مقابل قطع ألياف الليزر
يعتمد القرار بين قطع ثاني أكسيد الكربون والألياف بالليزر في النهاية على احتياجاتك الخاصة. إذا كنت تعمل بشكل أساسي مع المعادن وتتطلب دقة وكفاءة عالية، فقد يكون ليزر الألياف هو الخيار الأفضل. ومع ذلك، إذا كنت بحاجة إلى قطع مجموعة واسعة من المواد وتتطلب نقشًا عالي الجودة، فقد يكون ليزر ثاني أكسيد الكربون أكثر ملاءمة.
من المهم أيضًا مراعاة تكاليف التشغيل على المدى الطويل. في حين أن الليزر الليفي قد يكون له تكلفة أولية أعلى، إلا أن كفاءته في استخدام الطاقة ومتطلبات الصيانة المنخفضة يمكن أن تؤدي إلى توفير التكاليف بمرور الوقت.
تكلفة ألياف الليزر مقابل ليزر ثاني أكسيد الكربون
تشمل العوامل التي تؤثر على تكلفة الليزر الطاقة، وقطع المواد، وما إلى ذلك. وتبلغ تكلفة ألياف الليزر الصناعية حوالي 1000-10000 دولار أمريكي.
يستهلك كلا الليزرين كميات هائلة من الكهرباء. تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي لليزر الألياف حوالي 30%، وتصل كفاءة ليزر ثاني أكسيد الكربون إلى حوالي 10%. فيما يتعلق بالليزر بقدرة 3000 واط، يستهلك ليزر الألياف حوالي 10 كيلو واط من الكهرباء، بينما يستهلك ليزر ثاني أكسيد الكربون حوالي 30 كيلو واط من الكهرباء. بافتراض أن سعر الكهرباء هو 1 يوان/كيلوواط ساعة ومعدل التحميل 70%، فإن التكاليف تبلغ 7 يوان/ساعة و21 يوان/ساعة على التوالي.
ونظرًا لاختلاف الكفاءات، تختلف الحرارة الناتجة عن الليزرين، كما تختلف مواصفات (سعة التبريد) لمبرد الماء المطلوب. استهلاك الطاقة للآلة المبردة بالماء التي يتطلبها ليزر الألياف هو 13 كيلو واط، واستهلاك الطاقة للآلة المبردة بالماء التي يتطلبها ليزر ثاني أكسيد الكربون هو 18 كيلو واط. بافتراض أن سعر الكهرباء هو 1 يوان/كيلوواط ساعة ومعدل التحميل 70%، فإن التكاليف تبلغ 9 يوان/ساعة و12.8 يوان/ساعة على التوالي.
الأسئلة الشائعة حول ليزر الألياف مقابل ليزر ثاني أكسيد الكربون
تكلفة ألياف الليزر مقابل ثاني أكسيد الكربون
تكلفة ليزر الألياف في السوق أعلى بكثير من تكلفة ليزر ثاني أكسيد الكربون، لأن الطاقة المولدة بواسطة ليزر الألياف مرتفعة نسبيًا والعملية أكثر تعقيدًا.
هل يستطيع ليزر ثاني أكسيد الكربون قطع المعادن؟
نعم، ولكن يمكن فقط قطع ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم التي يقل سمكها عن 3 مم.
