مبدأ عمل آلة النقش بالليزر
يعتمد مبدأ عمل آلة النقش بالليزر على كثافة طاقة الليزر العالية لإنتاج تأثير حراري على سطح المادة، وبالتالي تحقيق معالجة المادة. فيما يلي مبدأ العمل الأساسي لآلة النقش بالليزر:
1. مولد الليزر: المكون الأساسي لآلة النقش بالليزر هو مولد الليزر، الذي ينتج شعاع ضوء عالي التركيز. يمكن أن يكون الليزر مستمرًا (ليزر موجة مستمرة) أو نابضًا (ليزر نبضي). عادةً ما تتمتع أجهزة الليزر النبضية بقدرة ذروة أعلى وتكون مناسبة لمعظم تطبيقات النقش.
2. نظام توصيل الشعاع: يتم تسليم الليزر المتولد من خلال نظام بصري (مثل العدسات والمرايا والألياف الضوئية) الذي يركزه على سطح المادة. تركز هذه العملية الشعاع على نقطة صغيرة جدًا، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المادة.
3. معالجة المواد: عندما يتم تركيز شعاع الليزر على المادة، تقوم طاقة الليزر على الفور بتسخين سطح المادة إلى نقطة الانصهار أو التبخر، وبالتالي إزالة المادة أو تشويهها. في حالة المواد غير المعدنية مثل البلاستيك والخشب والورق والزجاج، فإن طاقة الليزر تتسبب في تبخر المادة أو احتراقها. في حالة المعادن، عادةً ما تتسبب طاقة الليزر في ذوبان المادة ثم تصلبها في الشكل المطلوب.
4. نظام التحكم: نظام التحكم لآلة النقش بالليزر مسؤول عن التحكم الدقيق في حركة وشدة شعاع الليزر. يتم تحقيق ذلك عادة من خلال برامج الكمبيوتر التي تسمح للمستخدم بإدخال رسومات التصميم، ويقوم نظام التحكم بترجمة هذه التعليمات إلى مسار لتحرك شعاع الليزر.
5. نظام التبريد: تولد المعالجة بالليزر الكثير من الحرارة، لذلك عادة ما تكون آلات النقش بالليزر مجهزة بنظام تبريد، مثل تبريد الماء أو تبريد الهواء، للحفاظ على درجة حرارة مولد الليزر والنظام البصري ضمن نطاق يمكن التحكم فيه، ضمان استقرار وطول عمر المعدات.
6. طاولة العمل: طاولة العمل هي المكان الذي يتم فيه وضع المواد المراد معالجتها، ويمكن تحريكها على طول المحورين X وY بحيث يمكن معالجة شعاع الليزر بدقة في مواضع مختلفة.
لفهم كيفية عمل النقش بالليزر بشكل أفضل، يمكننا استخدام تشبيه بسيط: تخيل أنك تستخدم قلمًا دقيقًا جدًا للرسم على الورق، ولكن بدلاً من سن الحبر العادي، فإن هذا السن عبارة عن ليزر مصغر قادر على انبعاث حرارة شديدة.
1. مولد الليزر يشبه رأس القلم: ينتج مولد الليزر شعاعًا من ضوء الليزر مثل الحبر من رأس القلم. ومع ذلك، فإن الليزر ليس حبرًا؛ إنه شكل عالي التركيز من الطاقة الضوئية.
2. البصريات مثل النظارات: تعمل البصريات (بما في ذلك العدسات والمرايا) كزوج من النظارات من خلال تركيز ضوء الليزر على نقطة تكون فيها كثافة الطاقة عالية جدًا.
3. المادة المراد معالجتها تشبه الورق: عندما تركز الليزر (السن) على المادة، يتم تسخين المادة عند هذه النقطة بسرعة بسبب ارتفاع درجة حرارة الليزر. وإذا كانت مادة غير معدنية، فقد تتبخر أو تحترق؛ إذا كان المعدن، فإنه قد يذوب ويبرد بسرعة إلى الشكل الذي تريده.
4. نظام التحكم يشبه يدك: يتيح لك نظام التحكم التحكم بدقة في حركة الليزر (السن) على المادة، تمامًا كما يمكن ليدك التحكم بدقة في حركة القلم على الورق.
5. أنظمة التبريد تشبه مكيفات الهواء: نظرًا لأن المعالجة بالليزر تولد الكثير من الحرارة، فإن نظام التبريد (على سبيل المثال، الماء أو الهواء المبرد) يعمل مثل مكيف الهواء للمساعدة في الحفاظ على درجة حرارة مولد الليزر والنظام البصري عند درجة حرارة منخفضة. مستوى آمن ومنعهم من ارتفاع درجة الحرارة.
6. الطاولة تشبه سطح المكتب: الطاولة هي المكان الذي يتم فيه وضع المادة ويمكن تحريكها بحيث يمكن معالجة الليزر في مواضع مختلفة، تمامًا مثلما تقوم بتحريك الورق على سطح المكتب للرسم في مواضع مختلفة .
ومن خلال العمل جنبًا إلى جنب مع هذه الأنظمة، يستطيع النقشون بالليزر النقش والقطع على نطاق واسع من المواد بدقة وكفاءة. وتستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في العديد من الصناعات لما لها من مزايا كبيرة من حيث الدقة والسرعة والمرونة.