دليل مواد القطع بالليزر: ما يمكنك وما لا يمكنك قطعه

ما هي المواد التي يمكن قطعها بالليزر؟

تعمل قواطع الليزر عن طريق تركيز شعاع عالي الطاقة يقوم بصهر أو حرق أو تبخير المواد على طول مسار مُبرمج. عادةً ما تمتص المواد التي تستجيب جيدًا لهذه العملية طاقة الليزر بكفاءة وتُنتج سلوك تبخير أو انصهار نظيف.

تشمل المواد الشائعة المستخدمة في القطع بالليزر ما يلي:

• منتجات الخشب والخشب المصنّع
• أكريليك (PMMA)
• جلد
• الأقمشة والمنسوجات
• الورق والكرتون
• صفائح مطاطية
• مواد الرغوة
• المعادن الرقيقة (باستخدام ليزر الألياف)

تمتص هذه المواد طاقة الليزر بشكل فعال، مما يسمح للشعاع بالقطع بدقة عالية وبأقل قدر من الإجهاد الميكانيكي.

في الإنتاج الصناعي، تهيمن ليزرات ثاني أكسيد الكربون على قطع المواد غير المعدنية، بينما تُستخدم ليزرات الألياف في معالجة المعادن. ووفقًا لبحثٍ في مجال التصنيع نشرته الهيئة الوطنية للمعايير والتكنولوجيا ، لا يزال القطع بالليزر أحد أكثر عمليات التصنيع غير التلامسية دقةً المتاحة.

جدول توافق مواد القطع بالليزر

يلخص الجدول أدناه مواد القطع بالليزر الشائعة ونوع الليزر النموذجي المستخدم في التطبيقات الصناعية.

جدول توافق مواد القطع بالليزر

غالباً ما يختار المصنعون الصناعيون أنظمة الليزر بناءً على فئة المواد بدلاً من سعر الآلة ، لأن طول موجة الليزر يجب أن يتطابق مع خصائص امتصاص المادة.

أفضل المواد للقطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون

تعمل قواطع الليزر بثاني أكسيد الكربون عند طول موجي يبلغ 10.6 ميكرومتر ، وهو طول موجي تمتصه المواد العضوية ومعظم أنواع البلاستيك بقوة. وهذا يجعلها مثالية لمعالجة المواد غير المعدنية.

خشب

يُعد الخشب أحد أكثر المواد شيوعًا في أنظمة ليزر ثاني أكسيد الكربون لأنه يقطع بشكل نظيف وينتج حوافًا مفصلة.

تشمل المواد الخشبية النموذجية ما يلي:

• خشب رقائقي
• MDF
• الخشب الصلب
• خشب البلسا

تشمل التطبيقات الشائعة ما يلي:

• مكونات الأثاث
• النماذج المعمارية
• لوحات زخرفية
• إدراج التغليف

تتيح تقنية القطع بالليزر للمصنعين إنتاج أشكال معقدة دون الحاجة إلى أدوات ميكانيكية ، مما يقلل من تكاليف الإعداد لعمليات الإنتاج الصغيرة.

أكريليك (PMMA)

يُستخدم الأكريليك على نطاق واسع في القطع بالليزر لأنه ينتج حوافًا ناعمة مصقولة باللهب لا تتطلب سوى القليل من المعالجة اللاحقة.

تشمل التطبيقات النموذجية لقطع الأكريليك بالليزر ما يلي:

• لافتات البيع بالتجزئة
• المدرجات العرض
• لوحة مضيئة
• أغلفة المنتجات

بالمقارنة مع التوجيه باستخدام الحاسوب (CNC)، يوفر القطع بالليزر جودة حواف أعلى وسرعات إنتاج أسرع لألواح الأكريليك الرقيقة.

جلد

تستفيد صناعة الجلود من القطع بالليزر لأن شعاع الليزر يغلق حافة المادة أثناء القطع، مما يمنع التنسيل ويحافظ على جودة المنتج.

تشمل المنتجات الجلدية المقطوعة بالليزر ما يلي:

• مكونات الأحذية
• الأزياء والإكسسوارات
• تنجيد السيارات
• الأحزمة والأشرطة

أفاد معهد الأزياء للتكنولوجيا أن تقنية الليزر تُستخدم بشكل متزايد في معالجة الجلود الحديثة نظرًا لدقتها وقابليتها للتكرار.

النسيج والمنسوجات

تُستخدم تقنية القطع بالليزر للمنسوجات على نطاق واسع في صناعة الملابس ومعالجة الأقمشة الصناعية.

تشمل المنسوجات الشائعة المقطوعة بالليزر ما يلي:

• الياف البوليستر
• نسيج القطن
• مواد اللباد
• قماش غير محاك
• المنسوجات التقنية

تشمل الصناعات النموذجية ما يلي:

• مصانع تصنيع الملابس الأصلية
• تصنيع الملابس الرياضية
• موردو تجهيزات السيارات الداخلية
• إنتاج المرشحات الصناعية

كما أن القطع بالليزر يمنع تآكل الحواف ، وهو أمر مهم للأقمشة الاصطناعية.

المواد المناسبة لقطع الألياف بالليزر

تعمل ليزرات الألياف عند طول موجي يبلغ 1.06 ميكرومتر ، وهو مثالي لقطع المعادن. فهي توفر كثافة طاقة عالية وجودة شعاع ممتازة لتصنيع الصفائح المعدنية.

ستانلس ستيل

يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ أحد أكثر المواد استخداماً في أنظمة القطع بالليزر الليفي.

وتشمل التطبيقات:

• أدوات المطبخ
• أجزاء الماكينة
• اللوحات المعمارية
• العبوات الصناعية

يتراوح سمك القطع النموذجي من 0.5 مم إلى 25 مم حسب قوة الليزر.

معدن الكربون

يستجيب الفولاذ الكربوني بشكل جيد للقطع بالليزر الليفي نظرًا لخصائصه الحرارية وانعكاسيته المنخفضة نسبيًا.

تشمل التطبيقات الشائعة ما يلي:

• إطارات الآلة
• مكونات البناء
• قطع غيار السيارات
• هياكل الصفائح المعدنية

تستطيع ليزرات الألياف عالية الطاقة قطع صفائح الفولاذ الكربوني السميكة بكفاءة.

الامونيوم

يمكن قطع الألومنيوم بالليزر باستخدام ليزر الألياف، على الرغم من أن سطحه العاكس يتطلب تكوينًا مناسبًا لليزر.

وتشمل التطبيقات النموذجية:

• حاويات الإلكترونيات
• مكونات المشتت الحراري
• أجزاء الطيران
• أغلفة الإلكترونيات الاستهلاكية

تستخدم آلات الليزر الليفي الحديثة أنظمة حماية مضادة للانعكاس لمعالجة الألومنيوم بأمان.

نحاس و نحاس

النحاس والنحاس الأصفر معادن عاكسة للغاية، ولكن يمكن لأشعة الليزر الليفية المتقدمة معالجتها باستخدام معايير قطع محسّنة.

تشمل المنتجات النموذجية ما يلي:

• الموصلات الكهربائية
• المكونات الزخرفية
• عناصر نقل الحرارة

المواد التي لا ينبغي قطعها بالليزر

بعض المواد لا ينبغي معالجتها باستخدام قواطع الليزر لأنها تطلق مواد كيميائية خطرة أو تتلف مكونات الآلة.

بولي كلوريد الفينيل (البولي فينيل كلورايد)

يُطلق البولي فينيل كلوريد (PVC) غاز كلوريد الهيدروجين أثناء عملية القطع بالليزر. هذا الغاز شديد التآكل ويمكن أن يُتلف بصريات الآلة وأنظمة التهوية.

الفينيل

تحتوي المواد الفينيلية أيضاً على الكلور وتنتج أبخرة سامة عند تعرضها لحرارة الليزر.

البولي كربونات

يميل البولي كربونات إلى الانصهار بدلاً من التبخر ، مما يؤدي إلى نتائج قطع ضعيفة ودخان كثيف.

ABS البلاستيك

ينصهر بلاستيك ABS بشدة وينتج عنه بقايا لزجة تلوث بصريات الليزر والجزء الداخلي للجهاز.

تحذر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها من أن المواد البلاستيكية المحتوية على الكلور يمكن أن تنتج غازات خطرة عند تسخينها في العمليات الصناعية.

دليل سُمك المواد المستخدمة في القطع بالليزر

يلعب سمك المادة دورًا رئيسيًا في اختيار مستوى طاقة الليزر المناسب.

طاولة قياس سمك القطع بالليزر النموذجية

تستطيع الأنظمة الصناعية ذات الطاقة العالية معالجة مواد أكثر سمكًا، لكن كفاءة الإنتاج تعتمد أيضًا على أنظمة المساعدة بالغاز وجودة البصريات وسرعة القطع.

كيف يؤثر نوع المادة على اختيار آلة الليزر

تؤثر خصائص المواد بشكل مباشر على نوع آلة الليزر المطلوبة.

تشمل العوامل المهمة ما يلي:

• معدل امتصاص المواد — تمتص بعض المواد أطوال موجات ليزر ثاني أكسيد الكربون بشكل أفضل من ليزر الألياف.
• درجة حرارة الانصهار — تتطلب المواد ذات نقاط الانصهار الأعلى طاقة ليزر أعلى.
• كثافة — تتطلب المواد الكثيفة سرعات قطع أبطأ.
• انعكاسية — تتطلب المعادن ذات الانعكاسية العالية تكوينات ليزر ألياف متخصصة.

بالنسبة للمشترين الصناعيين، يساعد تقييم هذه العوامل في تحديد ما يلي:

• نوع الليزر
• نطاق الطاقة المطلوب
• حجم المنضدة
• متطلبات الأتمتة

يقوم الموزعون ومصنعو المعدات الأصلية عادةً باختبار عينات من المواد قبل شراء الآلة للتحقق من أداء القطع.

التطبيقات الصناعية لمواد القطع بالليزر

تُستخدم مواد القطع بالليزر في مجموعة واسعة من الصناعات التحويلية.

تتضمن التطبيقات الصناعية الشائعة ما يلي:

إنتاج المنسوجات والملابس

عملية القطع بالليزر:

• أنماط الملابس
• مكونات الدانتيل
• أقمشة الملابس الرياضية
• بقع المطرزة

تصنيع الملصقات والتغليف

أنظمة القطع بالليزر:

• تسميات منسوجة
• ملصقات لاصقة
• إدراج التغليف
• قوالب من الورق المقوى

إنتاج الحشيات الصناعية

يتم قطع صفائح المطاط والمواد المركبة بالليزر لإنتاج:

• مانع التسرب
• مكونات العزل
• أجزاء تخميد الاهتزازات

تصنيع شاشات العرض الأكريليكية

يتم تقطيع ألواح الأكريليك إلى:

• يعرض البيع بالتجزئة
• لافتات
• حامل المنتج
• حروف مضيئة

تُمكّن تقنية الليزر المصنّعين من إنتاج أشكال هندسية معقدة بدقة عالية وتكلفة أدوات منخفضة.

أسئلة شائعة حول مواد القطع بالليزر

ما هي المواد التي لا يمكن قطعها بالليزر؟

ينبغي عموماً تجنب البلاستيك المصنوع من PVC والفينيل والبولي كربونات وABS لأنها تنتج أبخرة سامة أو نتائج قطع سيئة.

هل يمكن لآلة القطع بالليزر قطع المعادن؟

نعم. تم تصميم آلات القطع بالليزر الليفي خصيصًا لمعالجة الصفائح المعدنية بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم والفولاذ الكربوني.

ما هو السمك الذي يمكن لقاطع الليزر قطعه؟

يعتمد سمك المادة على قوة الليزر ونوعها. يمكن للأنظمة الصناعية قطع الصفائح المعدنية حتى سمك 30 مم ، بينما يمكن للمواد غير المعدنية مثل الأكريليك أن تصل إلى سمك 20 مم تقريبًا.

هل يمكن قص الأكريليك بالليزر؟

نعم. يعتبر الأكريليك أحد أكثر مواد القطع بالليزر استخدامًا لأنه ينتج حوافًا نظيفة ومصقولة دون الحاجة إلى تشطيب ميكانيكي.

أهم النقاط التي يجب على الشركات المصنعة أخذها في الاعتبار

يعتمد أداء القطع بالليزر بشكل كبير على توافق المادة وسماكتها . تُعد المواد العضوية مثل الخشب والجلد والقماش مثالية لأنظمة ليزر ثاني أكسيد الكربون، بينما تتطلب المعادن تقنية ليزر الألياف.

ينبغي على المصنّعين أيضاً تجنب استخدام المواد البلاستيكية القائمة على الكلور والمواد الخطرة الأخرى التي تطلق غازات سامة أثناء القطع.

إن فهم خصائص هذه المواد يساعد المشترين على اختيار نظام الليزر الصحيح، وتحسين كفاءة الإنتاج، وتقليل مخاطر تلف المعدات.

اختيار قاطع الليزر المناسب لموادك

إذا كنت تخطط لدمج تقنية القطع بالليزر في خط إنتاجك، فابدأ بتحديد المواد التي ستعالجها بشكل متكرر. يحدد نوع المادة طول موجة الليزر ونطاق الطاقة وتكوين الماكينة المطلوب.

غالباً ما يقوم المصنعون الصناعيون باختبار عينات من المواد للتحقق من جودة الحواف وسرعة القطع وكفاءة الإنتاج قبل شراء المعدات.

تُطوّر شركة KASU أنظمة قطع ليزر صناعية مُصممة خصيصًا للمنسوجات، والملصقات، والجلود، والأكريليك، وغيرها من المواد غير المعدنية المستخدمة في تصنيع المعدات الأصلية . إذا كنت ترغب في تقييم أداء القطع لموادك الخاصة، فتواصل مع فريقنا الهندسي لترتيب اختبار عينات واستشارات فنية.