تستخدم عملية القطع بالليزر مرآة تركيز لتوجيه شعاع الليزر نحو سطح المادة لإذابتها. وفي الوقت نفسه، يُستخدم غاز مضغوط متحد المحور مع شعاع الليزر لنفخ المادة المنصهرة، مما يجعل شعاع الليزر والمادة يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض على طول مسار محدد، وبالتالي تشكيل شقوق ذات شكل معين.
أسباب ارتفاع درجة الحرارة
سطح المادة 1
يتأكسد الفولاذ الكربوني عند تعرضه للهواء، مُكَوِّنًا طبقة أكسيد على سطحه. إذا كان سُمك هذه الطبقة غير متساوٍ أو بارزًا وغير مُلاصق للوح، فسيؤدي ذلك إلى امتصاص اللوح لأشعة الليزر بشكل غير مُنتظم، وبالتالي ستكون الحرارة المُتولِّدة غير مُستقرة. يؤثر هذا على الخطوة الثانية من عملية القطع المذكورة أعلاه. قبل القطع، حاول وضع اللوح بحيث يكون الجانب ذو أفضل حالة سطحية مُتجهًا للأعلى.
2- تراكم الحرارة
يجب أن تكون حالة القطع الجيدة هي التي تسمح بتشتيت الحرارة الناتجة عن تشعيع المادة بالليزر والحرارة الناتجة عن الاحتراق التأكسدي بشكل فعال إلى المحيط وتبريدها بكفاءة. في حال عدم كفاية التبريد، قد يحدث ارتفاع مفرط في درجة الحرارة.
عندما يتضمن مسار المعالجة أشكالًا صغيرة متعددة، ستستمر الحرارة في التراكم مع تقدم عملية القطع، ويمكن أن يحدث احتراق زائد بسهولة عند قطع النصف الثاني.
الحل هو نشر الرسومات المعالجة قدر الإمكان حتى يمكن تشتيت الحرارة بشكل فعال.
3- ارتفاع درجة الحرارة عند الزوايا الحادة
يتأكسد الفولاذ الكربوني عند تعرضه للهواء، مُكَوِّنًا طبقة أكسيد على سطحه. إذا كان سُمك هذه الطبقة غير متساوٍ أو بارزًا وغير مُلاصق للوح، فسيؤدي ذلك إلى امتصاص اللوح لأشعة الليزر بشكل غير مُنتظم، وبالتالي ستكون الحرارة المُتولِّدة غير مُستقرة. يؤثر هذا على الخطوة الثانية من عملية القطع المذكورة أعلاه. قبل القطع، حاول وضع اللوح بحيث يكون الجانب ذو أفضل حالة سطحية مُتجهًا للأعلى.
يحدث احتراق الزوايا الحادة عادةً نتيجة تراكم الحرارة، حيث ترتفع درجة حرارة هذه الزوايا إلى مستوى عالٍ جدًا عند مرور الليزر فوقها. ويمكن تجنب الاحتراق المفرط بفعالية إذا كانت سرعة شعاع الليزر الأمامية أكبر من سرعة انتقال الحرارة.
كيف يمكن حل مشكلة ارتفاع درجة الحرارة؟
في الظروف العادية، تبلغ سرعة توصيل الحرارة أثناء الاحتراق الزائد مترين في الدقيقة. وعندما تتجاوز سرعة القطع مترين في الدقيقة، يكاد ينعدم فقدان الحرارة الناتج عن الانصهار. لذا، يُمكن استخدام القطع بالليزر عالي الطاقة لمنع الاحتراق الزائد بفعالية.
تاريخ النشر: 22 مارس 2024
