التطبيقات المبتكرة لمعدات الليزر في الصناعة التحويلية

التطبيق المبتكر لمعدات الليزرفي الصناعة التحويلية ينعكس بشكل رئيسي في تحسين وتحسين أساليب التصنيع التقليدية، مثل تحسين الدقة والكفاءة والمرونة. من خلال القطع واللحام ووضع العلامات والنقش وغيرها من التقنيات بالليزر، يمكن تحقيق المعالجة الدقيقة لمختلف المواد لتلبية احتياجات المنتجات الشخصية عالية الجودة. وفي الوقت نفسه، تعمل معدات الليزر أيضًا على تعزيز البحث والتطوير وتطبيق المواد الجديدة والعمليات الجديدة، مما يوفر زخمًا قويًا للتنمية المستدامة للصناعة التحويلية.

تُستخدم معدات الليزر على نطاق واسع في الصناعة التحويلية وهي تبتكر باستمرار. فيما يلي بعض الأمثلة على التطبيقات المبتكرة:
1. القطع بالليزر: القطع بالليزر هو طريقة معالجة تستخدم أشعة ليزر عالية الكثافة لقطع المواد. هذه التكنولوجيا أكثر دقة من أي عملية أخرى، وبالتالي تجلب العديد من المزايا للتجميع اللاحق. على سبيل المثال، في صناعة بناء السفن، يتم قطع الأجزاء باستخدام البلازما ثم تشكيلها بالطرق لتلبية متطلبات دقة التجميع. ومع ذلك، بعد تثبيت آلة القطع بالليزر، أصبح الإنتاج أكثر هدوءًا.
2. اللحام بالليزر: تستخدم معدات اللحام بالليزر الآلية على نطاق واسع في إنتاج منتجات مختلفة مثل السيارات والقضبان عالية السرعة والسفن والطائرات والصواريخ. على سبيل المثال، في صناعة السيارات، تم استخدام اللحام بالليزر في تصنيع الجسم باللون الأبيض منذ الثمانينيات.
3. وضع العلامات بالليزر: في التصنيع، يعد وضع العلامات بالليزر تقنية تستخدم أشعة الليزر لوضع علامة على المعلومات ذات الصلة بالمنتجات.
4. النقش بالليزر: النقش بالليزر هو تقنية تستخدم شعاع الليزر لنحت الرسومات أو النصوص على سطح المادة.
5. معالجة ميكرو نانو بالليزر: كطريقة معالجة غير متصلة، يتمتع الليزر بمزايا فريدة في معالجة ميكرو نانو. يمكن استخدامه لتصنيع أجزاء صغيرة جدًا، وهو أمر مهم جدًا لإنتاج الأدوات الدقيقة والمعدات الإلكترونية.
6. الطباعة بالليزر ثلاثية الأبعاد: تتمتع الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر في مجال التصنيع الكلي أيضًا بآفاق تطوير واسعة. يمكنها إنتاج هياكل معقدة ثلاثية الأبعاد بسرعة ودقة.

أ. القطع واللحام بالليزر
يعد القطع واللحام بالليزر تطبيقين مهمين لمعدات الليزر في الصناعة التحويلية، ولكل منهما مزايا وتطبيقات فريدة.
1. القطع بالليزر: هذه طريقة معالجة تستخدم أشعة ليزر عالية الكثافة لقطع المواد. تشمل المزايا الرئيسية ما يلي:
- دقة عالية: دقة تحديد المواقع تصل إلى 0.05 مم، ودقة تحديد المواقع المتكررة 0.02 مم.
- الشق الضيق: نظرًا لأنه يمكن تركيز شعاع الليزر في بقعة صغيرة جدًا، مما يحقق كثافة طاقة عالية جدًا عند التركيز، فإن الشق ضيق جدًا.
- سطح القطع الأملس: لا يوجد أي نتوءات على سطح القطع، ويتم التحكم في خشونة سطح القطع بشكل عام ضمن Ral2.5.
- السرعة السريعة: يمكن أن تصل سرعة القطع إلى 10 م/دقيقة، ويمكن أن تصل السرعة القصوى لتحديد المواقع إلى 70 م/دقيقة، وهو أسرع بكثير من قطع الأسلاك.
- جودة قطع جيدة: قطع بدون تلامس، حافة القطع تتأثر قليلاً بالحرارة، لا يوجد في الأساس أي تشوه حراري لقطعة العمل، ويتم تجنب الترهل الذي يتشكل عند ثقب المادة وقصها تمامًا، ودرز القطع بشكل عام لا يتطلب معالجة ثانوية.
- لا يوجد أي ضرر لقطعة الشغل: لن يتلامس رأس القطع بالليزر مع سطح المادة، مما يضمن عدم خدش قطعة الشغل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للقطع بالليزر تحقيق التصنيع الدقيق، والقطع المرن، والمعالجة ذات الأشكال الخاصة، والتشكيل لمرة واحدة، وما إلى ذلك، مما يحل العديد من المشكلات التي لا يمكن حلها بالطرق التقليدية.

2. اللحام بالليزر: وهي تقنية تستخدم شعاع الليزر لربط المواد المعدنية معًا. تشمل المزايا الرئيسية ما يلي:
- سرعة عالية وعمق كبير وتشوه صغير.
- يمكن لحامها في درجة حرارة الغرفة أو في ظل ظروف خاصة، كما أن معدات اللحام سهلة التركيب.
- يمكنها لحام المواد المقاومة للحرارة مثل التيتانيوم والكوارتز وغيرها، ويمكنها أيضًا لحام المواد غير المتجانسة بنتائج جيدة.
- بعد تركيز الليزر تكون كثافة الطاقة عالية. عند لحام الأجهزة عالية الطاقة، يمكن أن تصل نسبة العرض إلى الارتفاع إلى 5:1 وحتى 10:1.
- إمكانية اللحام الجزئي . يمكن لشعاع الليزر الحصول على بقعة صغيرة جدًا بعد تركيزه ويمكن وضعها بدقة. يمكن استخدامه في لحام تجميع قطع العمل الصغيرة والصغيرة المنتجة بكميات كبيرة للإنتاج الآلي.
- يمكنه لحام الأجزاء التي يتعذر الوصول إليها وتنفيذ اللحام لمسافات طويلة بدون تلامس، والذي يتمتع بمرونة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع تقنية اللحام بالليزر أيضًا بمزايا كثافة الطاقة العالية والسرعة العالية والدقة العالية وعدم الاتصال، وتستخدم على نطاق واسع في التصنيع الصناعي والفضاء والمجالات الطبية وغيرها.

ب. وضع العلامات والنقش بالليزر
يعد الوسم والنقش بالليزر تطبيقين مهمين آخرين لمعدات الليزر في الصناعة التحويلية، ولكل منهما مزايا وتطبيقات فريدة.
1. الوسم بالليزر: هذه طريقة معالجة دقيقة حديثة. بالمقارنة مع الطباعة التقليدية، والتسجيل الميكانيكي، والتنظيم التنظيمي (EDM) وغيرها من الطرق، فإنها تتميز بمزايا عدم الحاجة إلى الصيانة، والمرونة العالية والموثوقية العالية. يستخدم الوسم بالليزر بشكل أساسي الليزر عالي الكثافة للطاقة لتعديل المناطق الدقيقة المحلية على سطح المادة، مما يسبب تغيرات كيميائية في المواد الموجودة على السطح، وبالتالي عرض الأنماط والنصوص والعلامات التجارية وغيرها من المعلومات المطلوبة. تحتوي هذه التقنية على مجموعة واسعة من التطبيقات، مثل طباعة لوحة الاسم، وطباعة بطاقات العمل، وطباعة الشعار، وما إلى ذلك، ويمكن تطبيقها على المعالجة السطحية للمعادن والحجر والخشب والقماش والبلاستيك والورق والزجاج وغيرها من المواد.

2. النقش بالليزر: على عكس الوسم بالليزر، فإن النقش بالليزر هو عملية تتطلب طاقة ليزر أكبر نسبيًا. في هذه العملية، يقوم شعاع الليزر بإذابة وتبخير المادة لخلق فجوات بالشكل المطلوب. عادةً، أثناء النقش بالليزر، تكون إزالة المواد مصحوبة بتغميق السطح، مما يؤدي إلى نقش مرئي بعلامات عالية التباين. يمكن استخدام هذه التقنية على مواد مثل البلاستيك والفولاذ والزجاج والخشب وحتى الجلد، وهي الخيار الأكثر شيوعًا لأولئك الذين يريدون لمسة صناعية عند تمرير أصابعهم فوق المناطق المحفورة.

ج. المعالجة السطحية بالليزر
تشمل التطبيقات المبتكرة لمعدات الليزر في معالجة الأسطح بالليزر بشكل أساسي التبريد بالليزر والكسوة بالليزر.
1. التبريد بالليزر: هذه هي التكنولوجيا التي تستخدم الليزر عالي الطاقة كمصدر للحرارة لتسخين وتبريد السطح المعدني بسرعة، مما يكمل عملية التبريد على الفور. يمكن لهذه التقنية الحصول على بنية مارتنسيت عالية الصلابة وفائقة الدقة، وتحسين صلابة ومقاومة التآكل للسطح المعدني، وتشكيل ضغط ضاغط على السطح لتحسين مقاومة التعب. بالمقارنة مع طرق التبريد التقليدية، فإن التسقية بالليزر لا يمكنها فقط تحسين صلابة الأجزاء المعدنية ومقاومتها للتآكل، بل أيضًا تحسين مقاومة التعب وإطالة عمر الخدمة. بالإضافة إلى ذلك، فإن مدخلات الحرارة أثناء التبريد بالليزر صغيرة، والمنطقة المتأثرة بالحرارة على المادة الأساسية صغيرة، وليس من السهل التسبب في تشوه المادة الأساسية، وهو أمر مفيد للحفاظ على دقة واستقرار الأبعاد لقطعة العمل. .

2. الكسوة بالليزر: هي تقنية معالجة الأسطح التي تستخدم أشعة الليزر عالية الطاقة لإذابة مواد الطلاء على سطح الركيزة لتشكيل طبقة سبيكة ذات خصائص خاصة. يمكن لهذه التكنولوجيا تحسين مقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة الحرارة، ومقاومة الأكسدة وغيرها من خصائص سطح الركيزة، وبالتالي زيادة عمر الخدمة وموثوقية المنتج. بالمقارنة مع طرق معالجة الأسطح التقليدية مثل الطلاء الكهربائي والرش، تتميز الكسوة بالليزر بمزايا العملية البسيطة والكفاءة العالية وحماية البيئة.

د. معالجة النانو بالليزر
إن التطبيقات المبتكرة لمعدات الليزر في معالجة النانو بالليزر واسعة النطاق وتغطي العديد من المجالات. مع تطور العلوم والتكنولوجيا، تم تحسين تكنولوجيا معالجة النانو بالليزر بشكل مستمر لتلبية احتياجات التصنيع الدقيق في مختلف المجالات تدريجيًا.
1. صناعة الفضاء الجوي: يتم استخدام معالجة النانو بالليزر على نطاق واسع في تصنيع حاقنات محركات الطائرات، وثقوب غشاء الهواء لشفرات التوربينات، وما إلى ذلك. وسيعمل الاتجاه الخفيف للطائرات المستقبلية على تعزيز تطبيق المواد المركبة المقواة بالألياف وزيادة تعزيز تطوير تكنولوجيا المعالجة بالنانو الصغير.
2. معالجة المواد الهشة: في الصناعات ذات الصلة بـ 3C و5G، تتزايد صلابة وهشاشة المواد مثل الزجاج والسيراميك، ولم تعد طرق المعالجة التقليدية قادرة على تلبية الطلب. بفضل مزاياها من حيث الكفاءة والدقة العالية، أصبحت معالجة النانو بالليزر هي الخيار الأول لاستبدال طرق المعالجة التقليدية. يمكنها تحقيق جميع عمليات المعالجة بالليزر من القطع بالليزر، والحفر، واللحام، ووضع العلامات، وهيكل النانو الصغير والإزالة.
3. معالجة المواد المرنة: بالنسبة للمواد المرنة، أصبحت معالجة النانو بالليزر واسعة النطاق وعالية الدقة أداة لا غنى عنها، والتي يمكنها تحقيق جميع عمليات المعالجة بالليزر من القطع بالليزر والحفر والتقشير ووضع العلامات والتليين والإزالة.
4. صناعة الإلكترونيات: طورت المجموعة البحثية للباحث يانغ ليانغ في معهد سوتشو للدراسات المتقدمة بجامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية طريقة جديدة لتصنيع ميكرو نانو بالليزر لأشباه الموصلات المعدنية، مما أدى إلى طباعة ليزر لهياكل أشباه الموصلات أكسيد الزنك ذات العناصر الفرعية. دقة ميكرون، ودمجها مع مجموعة الطباعة بالليزر المعدنية قد تحققت لأول مرة من الكتابة المباشرة بالليزر المتكاملة للمكونات والدوائر الإلكترونية الدقيقة مثل الثنائيات والترانزستورات والذاكرات ودوائر التشفير، وبالتالي توسيع سيناريوهات تطبيق الليزر الصغير معالجة النانو في مجال الإلكترونيات الدقيقة.
5. صناعة لوحات العرض: يتزايد الطلب على الشاشات ذات الشاشة الكاملة وشاشات 8K عالية الدقة والشاشات المنحنية والقابلة للطي يومًا بعد يوم، وتتطور اللوحات نحو شاشات العرض عالية الكثافة والمواد المرنة، مما أدى إلى زيادة الطلب في السوق على الليزر معالجة مايكرو نانو . لقد أثبتت هذه التقنية كفاءتها في السوق في مجال قطع شاشات OLED المرنة وإصلاحها بالليزر.

هـ- الطباعة بالليزر ثلاثية الأبعاد
يعد التطبيق المبتكر لمعدات الليزر في الطباعة بالليزر ثلاثية الأبعاد واسع النطاق للغاية وقد حقق نتائج ملحوظة في العديد من المجالات.
1. تقنية الكسوة بالليزر: هذه طريقة تصنيع تقوم بإذابة وترسيب المواد طبقة بعد طبقة، والتي يمكن أن تحقق تصنيع كائنات ثلاثية الأبعاد ذات شكل معقد. يقوم رأس الطباعة ببثق الخيوط، وتلبيدها بالليزر أثناء بثق الخيوط، وترسيبها على منصة المكونات؛ أو يقوم رأس الطباعة بقذف القطرات التي تحتوي على جزيئات معدنية دقيقة وتلبيدها بالليزر أثناء بثق القطرات. يتم تكديس المكونات وتشكيلها على المنصة. ولهذه التكنولوجيا تطبيقات واسعة في التصنيع الصناعي والرعاية الصحية والفضاء وغيرها من المجالات.
2. تعميم استخدام الليزر المنزلي: في السنوات الأخيرة، تحسنت جودة الليزر المنزلي بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، تم استبدال الطابعات المعدنية ثلاثية الأبعاد صغيرة الحجم مثل آلات طب الأسنان بطابعات محلية، كما انخفض السعر الإجمالي للمعدات بشكل كبير.
3. تطوير ليزر ألياف خاص: أطلقت شركة Wuhan Raycus Laser مجموعة متنوعة من ليزر الألياف الخاصة للطباعة ثلاثية الأبعاد، وتحسين نظام مراقبة الطاقة، وقمع أوضاع الطلب العالي بشكل فعال، وحققت إخراج ليزر عالي الجودة ومستقر للغاية مع وجود هيكل أكثر إحكاما.
4. اختراق في تكنولوجيا الطباعة النانوية ثلاثية الأبعاد: اقترح فريق البحث المكون من البروفيسور صن هونغبو والأستاذ المشارك لين لينهان من قسم الأدوات الدقيقة بجامعة تسينغهوا تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر للجسيمات النانوية الجديدة، والتي تستخدم مبادئ وآليات طباعة جديدة لإعطاء تقنية الطباعة النانوية ثلاثية الأبعاد المزيد العديد من الخصائص السحرية. ومن المتوقع أن تعمل هذه التقنية على تحسين دقة عرض الواقع الافتراضي وتوفير إمكانيات جديدة لتطوير تكنولوجيا الواقع الافتراضي.

معلومات الاتصال:

إذا كان لديك أي أفكار، فلا تتردد في التحدث إلينا. بغض النظر عن مكان وجود عملائنا وما هي متطلباتنا، فإننا سوف نتبع هدفنا المتمثل في تزويد عملائنا بجودة عالية وأسعار منخفضة وأفضل خدمة.