ما هي تقنية الليزر الموجه بالماء وما هي الطرق التقليدية التي يمكن أن تحل محلها؟

ما هي تقنية الليزر الموجه بالماء؟ وكيف تعمل؟

تعد تقنية الليزر الموجه بالماء طريقة معالجة متقدمة تجمع بين شعاع الليزر عالي الطاقة ونفث الماء عالي الضغط. باستخدام مبدأ الانعكاس الداخلي الكلي، يعمل تيار الماء كدليل موجي بصري. يدمج هذا النهج المبتكر دقة تصنيع الليزر مع قدرات التبريد والتنظيف للمياه، مما يتيح معالجة فعالة ومنخفضة الضرر وعالية الدقة.

العمليات التقليدية التي يمكن أن تحل محلها والمزايا الرئيسية

1. التصنيع الميكانيكي التقليدي

التطبيقات: قطع المواد الصلبة والهشة مثل السيراميك وكربيد السيليكون والماس  

المزايا: تستخدم أجهزة الليزر الموجهة بالماء معالجة بدون تلامس، مما يتجنب الإجهاد الميكانيكي والأضرار المادية. مثالي للأجزاء الرفيعة للغاية (مثل تروس الساعة) والأشكال المعقدة، فهو يعزز دقة القطع والمرونة.

2. التصنيع بالليزر التقليدي

التطبيقات: قطع رقائق أشباه الموصلات مثل SiC وGaN، أو الصفائح المعدنية الرقيقة  

المزايا: تعمل أشعة الليزر الموجهة بالماء على تقليل المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ)، وتحسين جودة السطح، والقضاء على الحاجة إلى إعادة التركيز بشكل متكرر - مما يؤدي إلى تبسيط العملية بأكملها.

3. معالجة التفريغ الكهربائي (EDM)

التطبيقات: حفر ثقوب في المواد غير الموصلة، مثل الطلاءات الخزفية في محركات الطيران والفضاء.

المزايا: على عكس تقنية EDM، فإن الليزر الموجه بالماء لا يقتصر على التوصيل. يمكنها حفر ثقوب دقيقة ذات نسبة عرض إلى ارتفاع عالية (تصل إلى 30:1) دون نتوءات، مما يعزز الجودة والكفاءة.

4. النقش الكيميائي & القطع بنفث الماء الكاشط

التطبيقات: معالجة القنوات الدقيقة في الأجهزة الطبية مثل غرسات التيتانيوم  

المزايا: توفر أشعة الليزر الموجهة بالماء معالجة أنظف وأكثر خضرة - بدون بقايا كيميائية، وخشونة سطحية أقل، وتحسين السلامة والموثوقية للمكونات الطبية.

5. بلازما & القطع باللهب

التطبيقات: قطع صفائح سبائك الألومنيوم في صناعة السيارات  

المزايا: تمنع هذه التقنية الأكسدة ذات درجات الحرارة العالية وتقلل بشكل كبير من التشوه الحراري (أقل من 0.1% مقابل 0.5%). (أكثر من 5% بالطرق التقليدية)، مما يضمن دقة قطع وجودة مواد أفضل.

هل يتطلب الليزر الموجه بالماء مبرد الليزر ?

نعم. على الرغم من أن تيار الماء يعمل كوسيلة توجيهية، فإن مصدر الليزر الداخلي (مثل الألياف أو أشباه الموصلات أو ليزر ثاني أكسيد الكربون) يولد قدرًا كبيرًا من الحرارة أثناء التشغيل. بدون تبريد فعال، يمكن أن تؤدي هذه الحرارة إلى ارتفاع درجة الحرارة، مما يؤثر سلبًا على الأداء ويقصر عمر الليزر.

يعد مبرد الليزر الصناعي ضروريًا للحفاظ على درجات حرارة ثابتة وضمان إنتاج ثابت وحماية نظام الليزر. بالنسبة للتطبيقات التي تعطي الأولوية للضرر الحراري المنخفض والدقة العالية والود البيئي - خاصة في التصنيع الدقيق - توفر الليزر الموجه بالماء، إلى جانب مبردات الليزر الموثوقة، حلول معالجة فائقة ومستدامة.