الزجاج المقطوع بالليزر: كل ما تحتاج لمعرفته حول [2024]
عندما يفكر معظم الناس في الزجاج، فإنهم يتخيلون أنه مادة حساسة - شيء يمكن أن ينكسر بسهولة إذا تعرض للكثير من القوة أو الحرارة.
لهذا السبب، قد يكون من المفاجئ معرفة ذلك الزجاجفي الواقع يمكن قطعها باستخدام الليزر.
من خلال عملية تُعرف باسم الاستئصال بالليزر، يمكن لأشعة الليزر عالية الطاقة إزالة أو "قطع" الأشكال من الزجاج بدقة دون التسبب في حدوث تشققات أو كسور.
جدول المحتويات:
1. هل يمكنك قطع الزجاج بالليزر؟
يعمل الاستئصال بالليزر عن طريق توجيه شعاع ليزر شديد التركيز على سطح الزجاج.
تعمل الحرارة الشديدة الناتجة عن الليزر على تبخير كمية صغيرة من المادة الزجاجية.
ومن خلال تحريك شعاع الليزر وفقًا لنمط مبرمج، يمكن قطع الأشكال المعقدة والتصميمات بدقة مذهلة، تصل في بعض الأحيان إلى دقة لا تتجاوز بضعة أجزاء من الألف من البوصة.
على عكس طرق القطع الميكانيكية التي تعتمد على التلامس الجسدي، يسمح الليزر بالقطع غير التلامسي الذي ينتج حواف نظيفة للغاية دون تقطيع أو ضغط على المادة.
في حين أن فكرة "قطع" الزجاج بالليزر قد تبدو غير بديهية، إلا أنها ممكنة لأن الليزر يسمح بتسخين وإزالة المواد بدقة شديدة والتحكم فيها.
وطالما أن القطع يتم بشكل تدريجي بزيادات صغيرة، فإن الزجاج قادر على تبديد الحرارة بسرعة كافية بحيث لا يتشقق أو ينفجر بسبب الصدمة الحرارية.
وهذا يجعل القطع بالليزر عملية مثالية للزجاج، مما يسمح بإنتاج أنماط معقدة قد تكون صعبة أو مستحيلة باستخدام طرق القطع التقليدية.
2. ما هو الزجاج الذي يمكن قطعه بالليزر؟
لا يمكن قطع جميع أنواع الزجاج بالليزر بشكل متساوٍ. يحتاج الزجاج الأمثل للقطع بالليزر إلى خصائص حرارية وبصرية معينة.
تشمل بعض أنواع الزجاج الأكثر شيوعًا والملاءمة للقطع بالليزر ما يلي:
1. الزجاج الملدن:زجاج عادي أو زجاج مسطح لم يخضع لأي معالجة حرارية إضافية. إنه يقطع وينقش بشكل جيد ولكنه أكثر عرضة للتشقق بسبب الإجهاد الحراري.
2. الزجاج المقسى:الزجاج المعالج بالحرارة لزيادة القوة ومقاومة الكسر. لديها تحمل حراري أعلى ولكن تكلفة متزايدة.
3. الزجاج منخفض الحديد:زجاج يحتوي على نسبة حديد منخفضة ينقل ضوء الليزر بكفاءة أكبر ويقطع بتأثيرات حرارية أقل.
4. الزجاج البصري:زجاج خاص مُصمم لنقل الضوء العالي مع توهين منخفض، ويستخدم في التطبيقات البصرية الدقيقة.
5. زجاج السيليكا المنصهر:شكل عالي النقاء للغاية من زجاج الكوارتز يمكنه تحمل طاقة الليزر العالية والقطع/الحفر بدقة وتفاصيل غير مسبوقة.
بشكل عام، يتم قطع النظارات ذات المحتوى المنخفض من الحديد بجودة وكفاءة أعلى لأنها تمتص طاقة ليزر أقل.
تتطلب النظارات السميكة التي يزيد سمكها عن 3 مم أيضًا أشعة ليزر أكثر قوة. يحدد تكوين الزجاج ومعالجته مدى ملاءمته للقطع بالليزر.
3. ما هو الليزر الذي يمكن أن يقطع الزجاج؟
هناك عدة أنواع من أجهزة الليزر الصناعية المناسبة لقطع الزجاج، ويعتمد الاختيار الأمثل على عوامل مثل سمك المادة وسرعة القطع ومتطلبات الدقة:
1. ليزر ثاني أكسيد الكربون:الليزر العمود الفقري لقطع المواد المختلفة بما في ذلك الزجاج. ينتج شعاعًا من الأشعة تحت الحمراء تمتصه معظم المواد جيدًا. يمكن أن تقطعما يصل إلى 30 ملممن الزجاج ولكن بسرعات أبطأ.
2. ليزر الألياف:توفر أجهزة الليزر ذات الحالة الصلبة الأحدث سرعات قطع أسرع من ثاني أكسيد الكربون. إنتاج أشعة تحت الحمراء القريبة التي يمتصها الزجاج بكفاءة. تستخدم عادة للقطعما يصل إلى 15 ملمزجاج.
3. الليزر الأخضر:ينبعث ليزر الحالة الصلبة من الضوء الأخضر المرئي الذي يمتصه الزجاج جيدًا دون تسخين المناطق المحيطة. تستخدم لنقش عالي الدقةمن الزجاج الرقيق.
4. الليزر فوق البنفسجي:يمكن لأشعة الليزر Excimer التي ينبعث منها الضوء فوق البنفسجي تحقيق ذلكأعلى دقة القطععلى نظارات رقيقة بسبب الحد الأدنى من المناطق المتأثرة بالحرارة. ومع ذلك، يتطلب بصريات أكثر تعقيدا.
5. ليزر البيكو ثانية:أشعة ليزر نبضية فائقة السرعة تقطع عن طريق الاجتثاث بنبضات فردية يبلغ طولها جزءًا من تريليون من الثانية فقط. يمكن أن تقطعأنماط معقدة للغايةفي الزجاج معتقريبًا لا توجد مخاطر للحرارة أو التشقق.
يعتمد الليزر المناسب على عوامل مثل سمك الزجاج والخصائص الحرارية/البصرية، بالإضافة إلى سرعة القطع المطلوبة والدقة وجودة الحافة.
ومع ذلك، باستخدام إعداد الليزر المناسب، يمكن تقطيع أي نوع من المواد الزجاجية تقريبًا إلى أنماط جميلة ومعقدة.
4. مميزات قطع الزجاج بالليزر
هناك العديد من المزايا الرئيسية التي تأتي مع استخدام تقنية القطع بالليزر للزجاج:
1. الدقة والتفاصيل:الليزر يسمح بذلكقطع الدقة على مستوى ميكرونمن الأنماط المعقدة والأشكال المعقدة التي قد تكون صعبة أو مستحيلة مع طرق أخرى. وهذا يجعل القطع بالليزر مثاليًا للشعارات والأعمال الفنية الدقيقة وتطبيقات البصريات الدقيقة.
2. لا يوجد اتصال جسدي:نظرًا لأن الليزر يقطع من خلال الاجتثاث بدلاً من القوى الميكانيكية، فلا يوجد أي تلامس أو ضغط على الزجاج أثناء القطع. هذايقلل من فرص التشقق أو التقطيعحتى مع المواد الزجاجية الهشة أو الحساسة.
3. حواف نظيفة:تعمل عملية القطع بالليزر على تبخير الزجاج بشكل نظيف للغاية، مما يؤدي إلى إنتاج حواف غالبًا ما تكون شبيهة بالزجاج أو ذات تشطيب مرآةدون أي أضرار ميكانيكية أو الحطام.
4. المرونة:يمكن برمجة أنظمة الليزر بسهولة لقطع مجموعة واسعة من الأشكال والأنماط من خلال ملفات التصميم الرقمي. ويمكن أيضًا إجراء التغييرات بسرعة وكفاءة من خلال البرامجدون تبديل الأدوات المادية.
5. السرعة:على الرغم من أنها ليست بنفس سرعة القطع الميكانيكي للتطبيقات السائبة، إلا أن سرعات القطع بالليزر تستمر في الزيادة معأحدث تقنيات الليزر.أنماط معقدة كانت تستغرق ساعات في السابقيمكن الآن قطعها في دقائق.
6. عدم ارتداء الأدوات:نظرًا لأن الليزر يعمل من خلال التركيز البصري بدلاً من الاتصال الميكانيكي، فلا يوجد أي تآكل أو كسر أو حاجة للأداةالاستبدال المتكرر لحواف القطعكما هو الحال مع العمليات الميكانيكية.
7. توافق المواد:تتوافق أنظمة الليزر التي تم تكوينها بشكل صحيح مع القطعتقريبا أي نوع من الزجاج، من زجاج الجير الصودا العادي إلى السيليكا المنصهرة المتخصصة، مع النتائجتقتصر فقط على الخصائص البصرية والحرارية للمادة.
5. عيوب قطع الزجاج بالليزر
وبطبيعة الحال، فإن تكنولوجيا القطع بالليزر للزجاج لا تخلو من بعض العيوب:
1. ارتفاع تكاليف رأس المال:في حين أن تكاليف تشغيل الليزر يمكن أن تكون متواضعة، فإن الاستثمار الأولي لنظام القطع بالليزر الصناعي الكامل مناسب للزجاجيمكن أن تكون كبيرة، مما يحد من إمكانية الوصول إلى المتاجر الصغيرة أو أعمال النماذج الأولية.
2. حدود الإنتاجية:القطع بالليزر هوأبطأ عمومامن القطع الميكانيكي للقطع السلعي بالجملة للألواح الزجاجية السميكة. قد لا تكون معدلات الإنتاج مناسبة لتطبيقات التصنيع ذات الحجم الكبير.
3. المواد الاستهلاكية:تتطلب الليزرالاستبدال الدوريمن المكونات البصرية التي يمكن أن تتحلل مع مرور الوقت من التعرض. وتدخل تكاليف الغاز أيضًا في عمليات القطع بالليزر المساعدة.
4. توافق المواد:في حين أن الليزر يمكن أن يقطع العديد من التركيبات الزجاجية، إلا أن تلك التي تحتوي علىالامتصاص العالي قد يحرق أو يتغير لونهبدلاً من القطع بشكل نظيف بسبب تأثيرات الحرارة المتبقية في المنطقة المتأثرة بالحرارة.
5. احتياطات السلامة:مطلوب بروتوكولات السلامة الصارمة وخلايا القطع بالليزر المغلقةلمنع تلف العين والجلدمن ضوء الليزر عالي الطاقة والحطام الزجاجي.هناك حاجة أيضًا إلى تهوية مناسبةلإزالة الأبخرة الضارة.
6. متطلبات المهارة:فنيون مؤهلون حاصلون على تدريب في مجال السلامة باستخدام الليزرمطلوبةلتشغيل أنظمة الليزر. المحاذاة البصرية المناسبة وتحسين معلمة العمليةويجب أيضًا إجراؤها بانتظام.
باختصار، بينما يتيح القطع بالليزر إمكانيات جديدة للزجاج، فإن مزاياه تأتي على حساب الاستثمار العالي في المعدات وتعقيد التشغيل مقارنة بطرق القطع التقليدية.
من المهم النظر بعناية في احتياجات التطبيق.
6. الأسئلة الشائعة حول قطع الزجاج بالليزر
1. ما هو نوع الزجاج الذي يحقق أفضل النتائج عند القطع بالليزر؟
تركيبات زجاجية منخفضة الحديدتميل إلى إنتاج أنظف القطع والحواف عند القطع بالليزر. يعمل زجاج السيليكا المنصهر أيضًا بشكل جيد جدًا نظرًا لنقاوته العالية وخصائص النقل البصري.
بشكل عام، الزجاج ذو المحتوى المنخفض من الحديد يقطع بشكل أكثر كفاءة لأنه يمتص طاقة ليزر أقل.
2. هل يمكن قطع الزجاج المقسى بالليزر؟
نعم، يمكن قطع الزجاج المقسى بالليزر ولكنه يتطلب أنظمة ليزر أكثر تقدمًا وتحسين العملية. تزيد عملية التقسية من مقاومة الزجاج للصدمات الحرارية، مما يجعله أكثر تحملاً للحرارة الموضعية الناتجة عن القطع بالليزر.
عادة ما تكون هناك حاجة إلى أشعة ليزر ذات طاقة أعلى وسرعات قطع أبطأ.
3. ما هو الحد الأدنى للسمك الذي يمكنني قطعه بالليزر؟
يمكن لمعظم أنظمة الليزر الصناعية المستخدمة للزجاج أن تقطع سمك الركيزة بشكل موثوقوصولا إلى 1-2 ملماعتمادًا على تركيبة المادة ونوع/قوة الليزر. معأشعة الليزر قصيرة النبض المتخصصة، قطع الزجاج رقيقة مثلممكن 0.1 ملم.
يعتمد الحد الأدنى للسمك القابل للقطع في النهاية على احتياجات التطبيق وقدرات الليزر.
4. ما مدى دقة القطع بالليزر للزجاج؟
مع الإعداد المناسب لليزر والبصريات، دقة2-5 آلاف من البوصةيمكن تحقيق ذلك بشكل روتيني عند القطع/النقش بالليزر على الزجاج.
دقة أعلى تصل إلى1 ألف من البوصةأو أفضل ممكن باستخدامأنظمة الليزر النبضية فائقة السرعة. تعتمد الدقة إلى حد كبير على عوامل مثل الطول الموجي لليزر وجودة الشعاع.
5. هل الحافة المقطوعة للزجاج المقطوع بالليزر آمنة؟
نعم، الحافة المقطوعة للزجاج المسطح بالليزر هي كذلكآمنة بشكل عامنظرًا لأنها حافة متبخرة وليست حافة متكسرة أو مضغوطة.
ومع ذلك، كما هو الحال مع أي عملية قطع الزجاج، لا يزال ينبغي مراعاة احتياطات التعامل المناسبة، وخاصة حول الزجاج المقسى أو المقوى الذيلا يزال من الممكن أن يشكل مخاطر في حالة تلفه بعد القطع.
6. هل من الصعب تصميم أنماط لقطع الزجاج بالليزر؟
No، تصميم نمط القطع بالليزر واضح تمامًا. تستخدم معظم برامج القطع بالليزر تنسيقات صور قياسية أو ملفات متجهة يمكن إنشاؤها باستخدام أدوات التصميم الشائعة.
يقوم البرنامج بعد ذلك بمعالجة هذه الملفات لإنشاء مسارات القطع أثناء إجراء أي تداخل/ترتيب مطلوب للأجزاء على مادة الورقة.
نحن لا نرضى بالنتائج المتواضعة، ولا ينبغي لك ذلك أيضًا
◀ من نحن - MimoWork Laser
ارفع مستوى إنتاجك من خلال ميزاتنا المميزة
Mimowork هي شركة تصنيع ليزر موجهة لتحقيق النتائج، ومقرها في شنغهاي ودونغقوان بالصين، وتتمتع بخبرة تشغيلية عميقة لمدة 20 عامًا لإنتاج أنظمة الليزر وتقديم حلول معالجة وإنتاج شاملة للشركات الصغيرة والمتوسطة (المؤسسات الصغيرة والمتوسطة الحجم) في مجموعة واسعة من الصناعات .
إن خبرتنا الغنية في حلول الليزر لمعالجة المواد المعدنية وغير المعدنية متجذرة بعمق في الإعلانات العالمية، والسيارات والطيران، والأدوات المعدنية، وتطبيقات تصعيد الأصباغ، وصناعة النسيج والمنسوجات.
بدلاً من تقديم حل غير مؤكد يتطلب الشراء من الشركات المصنعة غير المؤهلة، تتحكم MimoWork في كل جزء من سلسلة الإنتاج للتأكد من أن منتجاتنا تتمتع بأداء ممتاز ومستمر.
لقد التزمت شركة MimoWork بإنشاء وتحديث إنتاج الليزر وقامت بتطوير العشرات من تقنيات الليزر المتقدمة لزيادة تحسين القدرة الإنتاجية للعملاء بالإضافة إلى الكفاءة الكبيرة. بفضل حصولنا على العديد من براءات اختراع تكنولوجيا الليزر، فإننا نركز دائمًا على جودة وسلامة أنظمة آلات الليزر لضمان إنتاج معالجة متسق وموثوق. جودة آلة الليزر معتمدة من قبل CE وFDA.
احصل على المزيد من الأفكار من قناتنا على YouTube
نحن نتسارع في المسار السريع للابتكار
وقت النشر: 14 فبراير 2024