تحديات معالجة الليزر وتبريد الليزر للمواد ذات الانعكاسية العالية

تشهد صناعة الليزر تطورًا سريعًا، لا سيما في مجالات التصنيع واسعة النطاق، مثل السيارات والإلكترونيات والآلات والطيران والصلب. وقد اعتمدت هذه الصناعات تقنية المعالجة بالليزر كبديل مُحسّن لطرق المعالجة التقليدية، ودخلت عصر "التصنيع بالليزر".

ومع ذلك، لا تزال معالجة المواد عالية الانعكاس بالليزر، بما في ذلك القطع واللحام، تُشكل تحديًا كبيرًا. ويتشاطر هذا القلق معظم مستخدمي معدات الليزر الذين يتساءلون: هل يُمكن لمعدات الليزر المشتراة معالجة المواد عالية الانعكاس؟ هل تتطلب معالجة المواد عالية الانعكاس بالليزر مُبرِّد ليزر؟

عند معالجة المواد عالية الانعكاسية، هناك خطر تلف رأس القطع أو اللحام والليزر نفسه في حال دخول ليزر عالي الانعكاس إلى داخل الليزر. ويزداد هذا الخطر وضوحًا في منتجات ليزر الألياف عالية الطاقة، حيث أن قوة ليزر الانعكاس أعلى بكثير من قوة ليزرات الليزر منخفضة الطاقة. كما يُشكل قطع المواد عالية الانعكاسية خطرًا على الليزر، إذ يدخل ضوء الانعكاس عالي الطاقة إلى داخل الليزر إذا لم يخترق المادة، مُسببًا تلفًا.

ما هي المادة ذات الانعكاسية العالية؟

المواد ذات الانعكاسية العالية هي تلك التي تتمتع بمعدل امتصاص منخفض بالقرب من الليزر نظرًا لانخفاض مقاومتها الضوئية وسطحها الأملس نسبيًا. ويمكن الحكم على المواد ذات الانعكاسية العالية من خلال الشروط الأربعة التالية:

1. الحكم على طول موجة خرج الليزر

تختلف معدلات امتصاص الليزر في المواد المختلفة بأطوال موجية مختلفة. قد يكون لبعضها انعكاس عالٍ، بينما لا يكون للبعض الآخر انعكاس.

2. الحكم على بنية السطح

كلما كان سطح المادة أكثر نعومة، انخفض معدل امتصاصها لليزر. حتى الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن يكون عاكسًا بدرجة عالية إذا كان أملسًا بدرجة كافية.

3. الحكم على المقاومة

عادةً ما تتمتع المواد ذات المقاومة المنخفضة بمعدلات امتصاص منخفضة لليزر، مما يؤدي إلى انعكاس عالٍ. على العكس، تتمتع المواد ذات المقاومة العالية بمعدلات امتصاص أعلى.

4. الحكم على حالة السطح

يؤثر اختلاف درجة حرارة سطح المادة، سواءً كانت صلبة أو سائلة، على معدل امتصاصها لليزر. عمومًا، تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أو الحالة السائلة إلى معدلات امتصاص أعلى لليزر، بينما تؤدي درجات الحرارة المنخفضة أو الحالة الصلبة إلى معدلات امتصاص أقل لليزر.

كيفية حل مشكلة معالجة الليزر للمواد ذات الانعكاسية العالية؟

فيما يتعلق بهذه المشكلة، لدى كل مُصنِّع لمعدات الليزر إجراءاتٌ مُناسبة. على سبيل المثال، صممت شركة Raycus Laser نظام حمايةٍ بأربعة مستويات من الضوء عالي الانعكاس لمعالجة مشكلة معالجة المواد عالية الانعكاس بالليزر. وفي الوقت نفسه، أُضيفت وظائف مُتنوعة لمراقبة الضوء المُرتد لضمان الحماية الفورية لليزر في حال حدوث أي معالجة غير طبيعية.

يجب استخدام مبرد الليزر لضمان استقرار مخرجات الليزر.

يُعدّ استقرار إنتاج الليزر عاملاً أساسياً لضمان كفاءة عالية في معالجة الليزر وإنتاجية عالية. يتأثر الليزر بدرجة الحرارة، لذا يُعدّ التحكم الدقيق في درجة الحرارة أمراً بالغ الأهمية. تتميز مبردات الليزر من TEYU بدقة في درجة الحرارة تصل إلى ±0.1 درجة مئوية، وتحكم ثابت في درجة الحرارة، ووضع تحكم مزدوج في درجة الحرارة، بالإضافة إلى دائرة عالية الحرارة لتبريد البصريات ودائرة منخفضة الحرارة لتبريد الليزر، ووظائف إنذار متنوعة لحماية معدات معالجة الليزر بشكل كامل للمواد عالية الانعكاسية.