لا يزال تطبيق تكنولوجيا القطع بليزر الألياف في الصناعة منذ بضع سنوات فقط. لقد أدركت العديد من الشركات مزايا ألياف الليزر. مع التحسين المستمر لتكنولوجيا القطع، أصبح القطع بليزر الألياف أحد أكثر التقنيات تقدمًا في الصناعة. في عام 2014، تفوقت ألياف الليزر على ليزر ثاني أكسيد الكربون كأكبر حصة من مصادر الليزر.
تعد تقنيات القطع بالبلازما واللهب والليزر شائعة في العديد من طرق القطع بالطاقة الحرارية، بينما يوفر القطع بالليزر أفضل كفاءة للقطع، خاصة بالنسبة للميزات الدقيقة وقطع الثقوب التي تكون نسبة القطر إلى السمك أقل من 1:1. ولذلك، فإن تكنولوجيا القطع بالليزر هي أيضًا الطريقة المفضلة للقطع الدقيق الصارم.
لقد حظي القطع بليزر الألياف باهتمام كبير في الصناعة لأنه يوفر سرعة القطع والجودة التي يمكن تحقيقها باستخدام القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون، كما يقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة والتشغيل.
مزايا قطع الألياف بالليزر
توفر أجهزة ليزر الألياف للمستخدمين أقل تكاليف التشغيل وأفضل جودة للشعاع وأقل استهلاك للطاقة وأقل تكاليف الصيانة.
يجب أن تكون الميزة الأكثر أهمية وأهمية لتكنولوجيا قطع الألياف هي كفاءتها في استخدام الطاقة. بفضل الوحدات الرقمية ذات الحالة الصلبة الكاملة بالليزر الليفي والتصميم الفردي، تتمتع أنظمة القطع بليزر الألياف بكفاءة تحويل كهروضوئية أعلى من القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون. لكل وحدة طاقة في نظام قطع ثاني أكسيد الكربون، يكون الاستخدام العام الفعلي حوالي 8% إلى 10%. بالنسبة لأنظمة القطع بليزر الألياف، يمكن للمستخدمين توقع كفاءة طاقة أعلى تتراوح بين 25% و30%. بمعنى آخر، يستهلك نظام القطع بالألياف الضوئية طاقة أقل بحوالي ثلاث إلى خمس مرات من نظام القطع بثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى زيادة في كفاءة الطاقة بنسبة تزيد عن 86%.
تتميز ألياف الليزر بخصائص الطول الموجي القصير التي تزيد من امتصاص الشعاع بواسطة مادة القطع ويمكنها قطع مواد مثل النحاس والنحاس وكذلك المواد غير الموصلة. ينتج الشعاع الأكثر تركيزًا تركيزًا أصغر وعمقًا أعمق للتركيز، بحيث يمكن لأشعة الليزر الليفية قطع المواد الرقيقة بسرعة وقطع 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 لنظام القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون بقدرة 3 كيلو وات. وبما أن تكلفة تشغيل قطع الألياف أقل من تكلفة نظام قطع ثاني أكسيد الكربون التقليدي، فيمكن فهم ذلك على أنه زيادة في الإنتاج وانخفاض في التكلفة التجارية.
هناك أيضًا مشكلات تتعلق بالصيانة. تتطلب أنظمة الليزر بغاز ثاني أكسيد الكربون صيانة دورية؛ وتتطلب المرايا الصيانة والمعايرة، كما تتطلب الرنانات صيانة دورية. من ناحية أخرى، حلول القطع بليزر الألياف لا تتطلب أي صيانة تقريبًا. تتطلب أنظمة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون ثاني أكسيد الكربون كغاز ليزر. ونظرًا لنقاء غاز ثاني أكسيد الكربون، فإن التجويف ملوث ويجب تنظيفه بانتظام. وبالنسبة لنظام ثاني أكسيد الكربون بقدرة عدة كيلووات، فإن هذا يكلف ما لا يقل عن 20 ألف دولار سنويًا. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب العديد من عمليات قطع ثاني أكسيد الكربون توربينات محورية عالية السرعة لتوصيل غاز الليزر، بينما تتطلب التوربينات الصيانة والتجديد. أخيرًا، بالمقارنة مع أنظمة قطع ثاني أكسيد الكربون، فإن حلول قطع الألياف أكثر إحكاما ولها تأثير أقل على البيئة البيئية، لذلك يتطلب تبريد أقل ويتم تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير.
إن الجمع بين الصيانة الأقل وكفاءة الطاقة الأعلى يسمح للقطع بليزر الألياف بانبعاث كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون وهو أكثر صداقة للبيئة من أنظمة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون.
تُستخدم ألياف الليزر في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك اتصالات الألياف الضوئية بالليزر، وبناء السفن الصناعية، وتصنيع السيارات، ومعالجة الصفائح المعدنية، والنقش بالليزر، والأجهزة الطبية، والمزيد. مع التطور المستمر للتكنولوجيا، مجال تطبيقه لا يزال يتوسع.
كيف تعمل آلة القطع بليزر الألياف - مبدأ انبعاث ضوء ليزر الألياف