بفضل خصائصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة، وخواصه الميكانيكية الفائقة، يُستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في صناعة الموصلات النصفية والإلكترونيات الدقيقة وغيرها من المجالات. ومع تطور المنتجات الصناعية الحديثة نحو مزيد من القوة والخفة والأداء العالي، تتطور أيضًا تقنية القطع بالليزر لسبائك الألومنيوم نحو مزيد من الدقة والكفاءة والمرونة. يتميز القطع بالليزر بشق ضيق، ومنطقة متأثرة بالحرارة صغيرة، وكفاءة عالية، وانعدام الإجهاد الميكانيكي، مما جعله أسلوبًا هامًا في تشكيل سبائك الألومنيوم بدقة متناهية.

تعتمد عملية قطع سبائك الألومنيوم بالليزر حاليًا على طريقة رأس القطع والغاز المساعد. وتتلخص آلية عملها في تركيز الليزر على السطح الداخلي لسبائك الألومنيوم، حيث يعمل التغويز عالي الطاقة على صهرها، بينما يقوم الغاز المساعد عالي الضغط بدفع المادة المنصهرة بعيدًا. تستخدم هذه الطريقة نوعين رئيسيين من الليزر بأطوال موجية تبلغ حوالي 10640 نانومتر و1064 نانومتر، وكلاهما يقع ضمن نطاق الأشعة تحت الحمراء. في عملية القطع الدقيق لألواح سبائك الألومنيوم بدقة تصل إلى مستوى الميكرون، ونظرًا لكبر حجم بقعة الليزر ومساحة المنطقة المتأثرة بالحرارة، فمن السهل تكوّن رواسب خبث عالقة وشقوق دقيقة على حافة القطع، مما يؤثر سلبًا على دقة القطع وفعاليته.
يُتيح نظام وطريقة القطع بالليزر لسبائك الألومنيوم في هذا المثال قطع قطعة العمل دون تلامس، وذلك باستخدام نبضات ليزرية ذات عرض نبضي أصغر وطول موجي أقصر، مما يتجنب فقدان الإجهاد الناتج عن التلامس في قطعة العمل المعالجة بالطريقة الميكانيكية، بالإضافة إلى مشاكل مثل التشققات الدقيقة وبقايا الخبث العالقة الناتجة عن آلية التشكيل الساخن أثناء عملية القطع. تُثبّت قطعة العمل المراد قطعها أفقيًا باستخدام أداة تثبيت خاصة، وتُدعم منطقة القطع من الخلف بينما يبقى موضع الشق معلقًا في الهواء، وذلك لمنع تلف حافة القطع نتيجة الإجهاد الناتج عن السقوط أثناء القطع. يُستخدم ماء التبريد المتداول في خزان الماء لتبريد أجزاء القطع، مما يقلل من تأثير الحرارة على المواد المحيطة ويُحسّن جودة القطع. كما تُدمج مسارات قطع متعددة لتوسيع عرض الشق وتحسين كفاءة القطع.
تُعدّ الأمثلة المذكورة أعلاه أمثلةً مُحسّنة، ولكنها لا تقتصر على هذه الأمثلة فقط. فأي تغييرات أو تعديلات أو استبدالات أو تركيبات أو تبسيطات أخرى تُجرى وفقًا لجوهر ومبدأ هذه الأمثلة، ولا تحيد عنها، تُعتبر بدائل مكافئة، وهي مشمولة ضمن نطاق حماية طريقة القطع بالليزر لسبائك الألومنيوم.
تاريخ النشر: 25 مارس 2023

