اخترع سي. كومار ن. باتيل ليزر ثاني أكسيد الكربون عام ١٩٦٤. ويُسمى أيضًا أنبوب ثاني أكسيد الكربون الزجاجي، وهو مصدر ليزر يتميز بطاقة إخراج عالية ومتواصلة. ويُستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع في مجالات النسيج، والطب، ومعالجة المواد، والتصنيع الصناعي، وغيرها. ويلعب دورًا رئيسيًا في وضع علامات على العبوات، وقطع المواد غير المعدنية، ومستحضرات التجميل الطبية.
في ثمانينيات القرن الماضي، بلغت تقنية ليزر ثاني أكسيد الكربون مرحلة النضج، وفي العشرين عامًا الأخيرة، استُخدمت في قطع المعادن، وقطع ونقش مختلف المواد، ولحام السيارات، وتكسية الليزر، وغيرها. يبلغ طول موجة ليزر ثاني أكسيد الكربون المستخدم حاليًا في الصناعة 10.64 ميكرومتر، ويُنتج ضوءًا تحت أحمر. يمكن أن يصل معدل التحويل الكهروضوئي لليزر ثاني أكسيد الكربون إلى 15%-25%، وهو أكثر فائدة من ليزر YAG ذي الحالة الصلبة. يُحدد طول موجة ليزر ثاني أكسيد الكربون إمكانية امتصاص ضوء الليزر بواسطة الفولاذ، والفولاذ الملون، والمعادن الدقيقة، والعديد من أنواع المواد غير المعدنية. كما أن نطاق تطبيقه أوسع بكثير من نطاق ليزر الألياف.
في الوقت الحالي، يُعدّ معالجة المعادن بالليزر بلا شكّ أهمّ معالجة بالليزر. ومع ذلك، نظرًا لشُهرة ليزر الألياف في السوق المحلية والعالمية، فقد استحوذ على جزء من حصة سوق القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون في معالجة المعادن. قد يُؤدي هذا إلى بعض سوء الفهم: فقد عفا عليه الزمن ولم يعد مفيدًا. في الواقع، هذا خطأٌ مُطلق.
يُعد ليزر ثاني أكسيد الكربون مصدر الليزر الأكثر نضجًا واستقرارًا، وهو أيضًا متقدم جدًا في تطوير العمليات. وحتى اليوم، لا تزال العديد من تطبيقاته موجودة في الدول الأوروبية والولايات المتحدة. كما أن العديد من المواد الطبيعية والاصطناعية قادرة على امتصاص ضوء ليزر ثاني أكسيد الكربون جيدًا، مما يوفر فرصًا واسعة لاستخدامه في معالجة المواد والتحليل الطيفي. وتؤكد خصائص ضوء ليزر ثاني أكسيد الكربون على إمكاناته الفريدة في الاستخدام. فيما يلي بعض التطبيقات الشائعة لليزر ثاني أكسيد الكربون.
قبل انتشار ليزر الألياف، كان استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون عالي الطاقة في معالجة المعادن يعتمد بشكل رئيسي. أما الآن، فعند قطع الصفائح المعدنية فائقة السماكة، يُفضل معظم الناس استخدام ليزر ألياف بقوة تزيد عن 10 كيلو واط. على الرغم من أن قطع ليزر الألياف قد يحل محل بعض تقنيات قطع ليزر ثاني أكسيد الكربون في قطع الصفائح الفولاذية، إلا أن هذا لا يعني زوالها. حتى الآن، لا يزال العديد من مصنعي آلات الليزر المحليين، مثل هانز يومينغ، وبايشينغ، وبينتا ليزر، قادرين على توفير آلات قطع المعادن بالليزر ثاني أكسيد الكربون.
بفضل صغر حجم نقطة الليزر، يُسهّل ليزر الألياف القطع. لكن هذه الميزة تُصبح نقطة ضعف في لحام الليزر. في لحام الصفائح المعدنية السميكة، يُعدّ ليزر ثاني أكسيد الكربون عالي الطاقة أكثر فائدة من ليزر الألياف. على الرغم من أن الناس بدأوا قبل بضع سنوات في التغلب على نقاط ضعف ليزر الألياف، إلا أنه لا يزال لا يتفوق عليه في الأداء.
يمكن استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون في معالجة الأسطح، أي في مجال التكسية بالليزر. على الرغم من إمكانية استخدام ليزر أشباه الموصلات في التكسية بالليزر حاليًا، إلا أن ليزر ثاني أكسيد الكربون كان يهيمن على تطبيقات التكسية بالليزر قبل ظهور ليزر أشباه الموصلات عالي الطاقة. يُستخدم التكسية بالليزر على نطاق واسع في صناعة القوالب، والأجهزة، وآلات التعدين، والفضاء، والمعدات البحرية، وغيرها من المجالات الصناعية. بالمقارنة مع ليزر أشباه الموصلات، يتميز ليزر ثاني أكسيد الكربون بسعر أفضل.
في معالجة المعادن، يواجه ليزر ثاني أكسيد الكربون تحدياتٍ من ليزر الألياف وليزر أشباه الموصلات. لذلك، من المرجح أن تعتمد تطبيقات ليزر ثاني أكسيد الكربون الرئيسية مستقبلًا على المواد غير المعدنية، مثل الزجاج والسيراميك والأقمشة والجلد والخشب والبلاستيك والبوليمرات، وغيرها.
توفر جودة ضوء ليزر ثاني أكسيد الكربون إمكانيات واسعة للتطبيقات المخصصة في مجالات متخصصة، مثل معالجة البوليمرات والبلاستيك والسيراميك. يُمكنه إجراء قطع عالي السرعة على ABS وPMMA وPP وغيرها من البوليمرات.
في تسعينيات القرن الماضي، اختُرع جهاز طبي نبضي عالي الطاقة يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون فائق النبض، وحظي بشعبية واسعة. ويحظى تجميل الليزر بشعبية خاصة، ويتوقع له مستقبل باهر.
يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون غاز ثاني أكسيد الكربون كوسيط. وسواءً كان تصميم تجويف المعدن بترددات الراديو أو تصميم الأنبوب الزجاجي، فإن المكون الداخلي حساس جدًا للحرارة. لذلك، يُعد التبريد عالي الدقة ضروريًا للغاية لحماية جهاز ليزر ثاني أكسيد الكربون والحفاظ على عمره الافتراضي.
S&A كرّست شركة Teyu جهودها لتطوير وتصنيع معدات تبريد الليزر على مدار 19 عامًا. وفي سوق تبريد ليزر ثاني أكسيد الكربون المحلي، تُعدّ Teyu صاحبة الحصة الأكبر من السوق وتتمتع بخبرة واسعة في هذا المجال.CW-5200T هو مبرد مياه ليزر محمول موفر للطاقة، تم تطويره حديثًا من قِبل شركة Teyu S&A. يتميز بثبات درجة الحرارة عند ±0.3 درجة مئوية، ومتوافق مع ترددين في 220 فولت 50 هرتز و220 فولت 60 هرتز. وهو مثالي لتبريد أجهزة ليزر ثاني أكسيد الكربون صغيرة ومتوسطة الطاقة. للمزيد من المعلومات حول هذا المبرد، تفضل بزيارة الرابط: https://www.chillermanual.net/sealed-co2-laser-tube-water-chiller-220v-50-60hz_p234.html
