أكثر تقنيات القطع شيوعًا في التصنيع هما القطع بالليزر والقطع بنفث الماء. سيتم تحديد أفضل طريقة حسب نوع المادة المراد معالجتها والنتيجة المرجوة. ولكن قبل ذلك ، من الأهمية بمكان مراعاة الاختلافات الأساسية بين العمليتين والمواد التي تتوافق معها. استمر في القراءة لفهم كل طريقة قطع تمامًا.
جدول المحتويات
سوق القطع بالليزر والنفث المائي
فهم عمليات القطع بالليزر ونفث الماء
القطع بالليزر مقابل القطع بالماء النفاث: ما الطريقة الأكثر كفاءة؟
سوق القطع بالليزر والنفث المائي
كان السوق العالمي لآلات القطع بقوة دفع الماء يساوي الدولار الأمريكي 969.2 مليون في عام 2019 ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 5.1٪ من 2020 إلى 2027. يعتبر الاعتماد المتزايد لعمليات القطع الصديقة للبيئة في مختلف الصناعات مثل المنسوجات والسيارات والتعبئة والإلكترونيات أحد العوامل الرئيسية التي تقود السوق نمو. علاوة على ذلك ، أدى الارتفاع في أتمتة العمليات إلى زيادة الطلب عبر الصناعات على الآلات المتطورة.
تم تقدير السوق العالمي لآلات القطع بالليزر بالدولار الأمريكي 5.96 مليار دولار ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 8.40٪ بحلول عام 2030. وقد أدت زيادة متطلبات الإنتاج عبر الصناعات التحويلية والحاجة إلى تقليل المشاركة البشرية في تحسين مخرجات معالجة المعادن إلى تعزيز النمو في هذا القطاع.
فهم عمليات القطع بالليزر ونفث الماء
ما هو القطع بالليزر؟
A الليزر تولد آلة القطع الطاقة باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون ، والذي ينتقل بعد ذلك من خلال شعاع موجه بواسطة المرايا وتوجيهه إلى المادة. ال الليزر يوجد المصدر داخل الماكينة ، ويمكن أن ينتج الشعاع ما بين 1500 و 2600 واط. وهي تعمل بمواد مختلفة من الخشب والزجاج والبلاستيك وجميع المعادن باستثناء المعادن العاكسة. ومع ذلك ، فإن قطع المواد المختلطة بنقاط انصهار مختلفة يمكن أن يمثل تحديًا باستخدام الليزر. بسبب توجيه الحزمة الصلبة ، يصعب أيضًا قطع الهياكل ذات التجاويف والمواد ثلاثية الأبعاد باستخدام شعاع ليزر ثاني أكسيد الكربون.
الليزر قطع يعمل بشكل جيد مع المواد ذات السماكة 0.12 و 0.4 ويستخدم بشكل شائع لقطع الألواح المسطحة ذات السماكة المتوسطة. بالإضافة إلى القطع ، يمكن لآلة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون CO2 إجراء عمليات الاجتثاث ، والحفر ، واللحام ، والحفر ، والهيكل.
إجراءات الدقة والسلامة
الدقة ليست مشكلة مع الليزر القطع لأن الحد الأدنى لحجم شق القطع يمكن أن يصل إلى 0.006 بوصة ، اعتمادًا على سرعة الليزر. من ناحية أخرى ، قد تتعرض المواد الرقيقة لضغط الغاز إذا لم يتم الحفاظ على المسافة المناسبة ، مما يؤدي إلى ثقب جزئي. يمكن أن يتسبب الإجهاد الحراري أيضًا في حدوث تشوه وتغيرات هيكلية طفيفة ، ويمكن أن تظهر المادة مخططة.
قد ينتج عن القطع بالليزر دخان وغبار ؛ يمكن أن تنتج بعض المعادن والبلاستيك أبخرة سامة ؛ وبالتالي ، فإن التهوية مطلوبة عند تشغيل ليزر ثاني أكسيد الكربون آلة. ومع ذلك ، فإن المخاطر الإجمالية لاستخدام مثل هذه الآلة منخفضة نسبيًا ، وكذلك كمية النفايات الناتجة والوقت المطلوب للتنظيف.
ما هو قطع المياه النفاثة؟
المياه النفاثة قطع استخدام الماء المضغوط لقطع المواد ، وغالبًا ما يتم فصل منطقة العمل والمضخة ، على عكس قواطع الليزر ، التي تحتوي على مصدر الليزر داخل الجهاز. كثيرا ما تستخدم المواد الكاشطة مثل أكسيد الألومنيوم والعقيق لتحسين قدرة القطع. وعموما عملية المعالجة يشبه التآكل في الطبيعة ولكنه أسرع وأكثر تركيزًا - تضخ المضخة عالية الضغط الماء من خلال خرطوم صلب ، مما يؤدي إلى تدفق الماء. تتمتع هذه النفاثة المائية بنطاق طاقة من 4 إلى 7 كيلووات.
المياه النفاثة قطع يمكن أن تخترق أي مادة ، بما في ذلك تركيبات المواد ، لكنها تخاطر بالتشريح. يمكن لهذه الآلات التعامل مع قطع المواد ثلاثية الأبعاد في بعض الأحيان ، ولكنها تواجه صعوبة في التعامل مع المواد العازلة والتجاويف ، كما أن قطع المواد ذات الوصول المحدود أمر ممكن ولكنه يمثل تحديًا.
طائرات المياه يمكن إجراء عمليات الاجتثاث والقطع والهيكلة وهي مفيدة بشكل خاص لمواد مثل السيراميك والأحجار والمعادن السميكة ، بسماكة تتراوح من 0.4 إلى 2 بوصة.
إجراءات الدقة والسلامة
المياه النفاثة قطع أقل دقة من القطع بالليزر لأن الحد الأدنى لحجم القطع هو 0.2 بوصة. علاوة على ذلك ، نظرًا لاستخدام مستوى عالٍ من القوة ، فإن أداء المواد الصغيرة سيئ ويجب التعامل معها برفق.
على الرغم من أن الإجهاد الحراري ليس مشكلة ، عند التخلص من النتوءات ، فإن المواد الكاشطة المضافة إلى ماء يمكن أن يتسبب التدفق النفاث في ظهور سطح المواد مغطى بالرمل. لذلك ، يجب ارتداء نظارات واقية لحماية العين عند استخدام أ المياه النفاثة القاطع. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العملية بأكملها صاخبة وتتطلب وقتًا طويلاً للتنظيف لأن المواد الكاشطة تختلط بالماء.
الفروق بين القطع بالليزر والقطع بالماء النفاث
نوع المواد: كلا من المياه النفاثة و الليزر فعالة لقطع المعادن. ومع ذلك ، بسبب وظائفه عالية الضغط ، المياه النفاثة مناسب بشكل أفضل للمواد الأكثر صلابة بسماكة تتراوح من 0.4 إلى 2 بوصة. في المقابل ، يعمل القطع بالليزر بشكل أفضل مع المواد الأقل سمكًا بسماكة 0.12 و 0.4 بوصة.
معدل الدقة والسرعة: الليزر القطع أسرع بكثير من الماء النفاث ولديه قدرات دقة أعلى ، مع تفاوتات +/- 0.005 بوصة اعتمادًا على سرعة آلة الليزر. من ناحية أخرى ، ووتر جيت قطع تحمل +/- 0.03 بوصة.
التكلفة: الليزر قطع ليس لديك أي تكلفة للأدوات ولديها تكلفة منخفضة للمكونات بسبب ارتفاع الطلب على العملية. من ناحية أخرى ، تتمتع قواطع المياه النفاثة بمعدل مكونات مرتفع بسبب المواد الاستهلاكية ولكن بدون تكلفة الأدوات. قاطع الليزر أغلى من نفاثة الماء قاطعة بشكل عام ، ولكن بصرف النظر عن سعر الشراء الأولي ، فإن تكاليف الصيانة والتشغيل أقل بكثير.
حان وقت التنظيف: الليزر يمكن أن يترك القطع أحيانًا نتوءات على الأسطح المقطوعة للمكونات ، مما يستلزم إزالة الحواف للحصول على أقصى درجات النعومة والسلامة والوظيفة. في المقابل ، طائرة مائية قطع يترك المكونات المقطوعة ناعمة وجاهزة للاستخدام ، مما يتطلب الحد الأدنى من التنظيف بعد القطع.
أوجه التشابه بين قطع الماء والقطع بالليزر
المرونة: كلاهما الليزر وعمليات القطع بنفث الماء متعددة الاستخدامات ويمكن أن تعمل مع العديد من المواد ، بما في ذلك المعادن والخشب والنحاس والبرونز. كما أنها قابلة للتكيف بدرجة عالية ، مما يسمح بالتخصيص لتلبية احتياجات العمل المحددة.
مصممة للأتمتة: توفر كلتا العمليتين دقة عالية و دقة عبر مجموعة واسعة من التطبيقات ، مما يجعلها مناسبة للطبيعة المتكررة للعمليات الآلية. يمكنهم مرارًا وتكرارًا إجراء نفس التخفيضات بدقة ، مع ضمان التناسق عبر دفعات المنتج.
عرض الشق الضيق: يصف مصطلح "عرض الشق" في قطع المواد كمية المواد المفقودة مع كل قطع. الليزر ينتج كل من القطع بنفث الماء عرضًا صغيرًا للشق ، حيث يكون للشق الأول عرضًا نحيفًا بشكل لا يصدق بينما يبلغ متوسط الأخير حوالي 0.01 بوصة. تسمح هذه التخفيضات الخالية من الدهون بالتصاميم المعقدة و نهاية تفصيل.
تطبيقات القطع بالليزر
- ليزر قطع يوفر دقة عالية وتسامحًا ودقة ، وهو فعال من حيث التكلفة ، ويستخدم في العديد من الصناعات. على سبيل المثال ، يتم استخدامه في صناعة السيارات لقطع أجزاء مختلفة مثل أغطية الأسقف والأبواب ونقش الأجزاء الداخلية.
- ليزر قطع تستخدم أيضًا في صناعة القوالب والقوالب والأدوات نظرًا لتحملها العالي وسرعتها العالية وقدرتها على القطع إلى أعماق مختلفة من المواد ، مما يجعلها مناسبة للمواد القوية.
- يعتبر القطع بالليزر شائعًا في صناعة المجوهرات لأنه يمكن أن يحفر التصميمات المعقدة إلى مواد مثل الذهب والفضة والماس لإنتاج قطع معقدة. كما أنه أساسي قطع عملية في هذه الصناعة بسبب شقها الصغير ، مما يقلل من النفايات.
تطبيقات القطع بالماء النفاث
- المياه النفاثة قطع هو الأكثر استخدامًا على المواد ذات المتطلبات الحرارية العالية. يستخدم على نطاق واسع في صناعة السيارات لإنتاج أجزاء مثل الألواح المنزلقة ، والحشيات المعدنية ، وأجزاء هيكل السيارة المخصصة. نظرًا لأن عملية القطع لا تنتج ضغطًا ميكانيكيًا ، فهي مناسبة للأجزاء السميكة.
- ماء طائرة نفاثة يستخدم أيضًا في صناعة الطيران لتصنيع مكونات شفرات التوربينات وألواح الكابينة والمحركات النفاثة. هذه الطريقة شائعة لأنها لا تولد حرارة ، مما يقلل من احتمالية حدوث تشققات مجهرية وتزييف المكونات.
القطع بالليزر مقابل القطع بالماء النفاث: ما الطريقة الأكثر كفاءة؟
بحثت هذه المقالة في الآليات الأساسية لعمليات القطع بالليزر ونفث الماء دون تحديد أيهما أفضل. بدلاً من ذلك ، يسعى إلى تحديد أوجه التشابه والاختلاف بين العمليتين. في الواقع ، سيتم تحديد أفضل طريقة للقطع بالكامل من خلال المشروع والمواد التي سيتم استخدامها.
للتلخيص ، يوفر القطع بالليزر دقة أكبر وهو مناسب بشكل أفضل للتفاصيل الدقيقة ومشاريع النقش. من ناحية أخرى ، فإن النفاثة المائية هي الأنسب للمواد السميكة وليس لها قيود مادية.
