خيارات المواد للقطع بالليزر وإرشادات السلامة مشروحة

في مجالات النقش الدقيق والتصنيع الصناعي، تلعب تقنية القطع بالليزر دورًا حيويًا بشكل متزايد. ومع ذلك، لا تخرج جميع المواد سليمة من المعالجة بالليزر. يعد فهم المواد غير المتوافقة مع القطع بالليزر - والعلم وراء هذه القيود - أمرًا بالغ الأهمية لسلامة المعدات وصحة المشغل وجودة المنتج النهائي.

تستخدم تقنية القطع بالليزر شعاعًا عالي الكثافة للطاقة لصهر المواد أو تبخيرها أو حرقها بينما تقوم الغازات المساعدة بنفخ المخلفات المنصهرة. تنقسم التكنولوجيا بشكل أساسي إلى أربعة أنواع:

• ليزر ثاني أكسيد الكربون (CO2): أكثر التقنيات نضجًا باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء بطول موجي 10.6 ميكرومتر، وهو مثالي للمواد غير المعدنية مثل الخشب والأكريليك والمنسوجات.
• ليزر الألياف (Fiber): تستخدم ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة بطول موجي 1.064 ميكرومتر بجودة شعاع فائقة، وتسيطر على تطبيقات قطع المعادن.
• ليزر YAG: خيار آخر بطول موجي 1.064 ميكرومتر للمعادن، وقد تم استبداله إلى حد كبير الآن بليزر الألياف.
• ليزر الصمام الثنائي (Diode): مدمجة وبأسعار معقولة ولكنها ذات طاقة أقل، ومناسبة للمواد غير المعدنية الرقيقة في الآلات الاستهلاكية.

يعتمد التفاعل بين المادة والليزر على عوامل متعددة:

• معدلات الامتصاص: المعادن المصقولة تعكس الكثير من طاقة ليزر ثاني أكسيد الكربون.
• الموصلية الحرارية: النحاس والألمنيوم يتباددان الحرارة بسرعة.
• نقاط الانصهار: المواد ذات درجات الحرارة العالية تتطلب طاقة مفرطة.
• التركيب الكيميائي: بعضها يطلق أبخرة سامة عند تعرضها لليزر.
• القابلية للاشتعال: بعض أنواع الخشب والرغوة تشتعل بسهولة.

يطلق غاز الكلور المسبب للتآكل والديوكسينات المسرطنة عند قطعه، مع إلحاق الضرر بالمعدات. تشمل البدائل الأكثر أمانًا الأكريليك (PMMA).

يطلق غاز سيانيد الهيدروجين القاتل وينتج عنه جودة حافة رديئة بسبب الانصهار.

ينتج الكروم سداسي التكافؤ، وهو معدن ثقيل مسرطن. اختر الجلد المدبوغ بالنباتات بدلاً من ذلك.

بعض الأنواع تطلق مادة BPA التي تعطل الغدد الصماء. استخدم فقط البولي كربونات المصنفة صراحةً على أنها آمنة لليزر.

تنتج مهيجات تنفسية من غبار الزجاج وستيرين سام من الراتنج. تلحق الضرر بالبصريات والميكانيكا.

شديدة الاشتعال، وتنتج دخان الستيرين السام للأعصاب عند احتراقها.

مخاطر حريق مماثلة للبوليسترين مع منتجات احتراق سامة.

طلاءات الراتنج تطلق أبخرة خطرة. ألياف الكربون غير المطلية تشكل مخاطر أقل.

الألمنيوم والنحاس الأصفر والنحاس بلمعان المرآة تعكس معظم طاقة الليزر. تشمل الحلول ليزرات الألياف المتخصصة، أو طلاءات الامتصاص، أو تعديلات المعلمات.

الصنوبر والأرز والساج تحتوي على زيوت قابلة للاشتعال تسبب التدخين والتفحم. الأخشاب الصلبة مثل القيقب أو البتولا تؤدي أداءً أفضل.

تجاوز حدود طاقة الجهاز يؤدي إلى قطع خشن وغير مكتمل. ليزرات الصمام الثنائي الاستهلاكية تتعامل عادةً مع سمك أقل من 6 مم.

• ارتدِ نظارات واقية خاصة بالليزر حسب الطول الموجي
• حافظ على أنظمة تهوية قوية
• لا تترك الآلات قيد التشغيل دون مراقبة أبدًا
• نظف المكونات البصرية والميكانيكية بانتظام
• استشر صحائف بيانات سلامة المواد (MSDS)
• اتبع إرشادات الشركة المصنعة بدقة

إعطاء الأولوية للسلامة والتوافق والفعالية من حيث التكلفة والصداقة البيئية عند اختيار مواد الليزر.

بينما يخترق القطع المواد بالكامل، فإن النقش يخدش الأسطح فقط، مما يسمح بالعمل مع بعض المواد المحظورة للقطع مثل المعادن والزجاج.

تخدم التكنولوجيا قطاعات متنوعة بما في ذلك التصنيع والإعلان والحرف اليدوية والأزياء والتعبئة والتغليف والتعليم من خلال معالجة المواد بدقة.