أساسيات القطع بالليزر: دليلك البسيط للقطع المثالي بالليزر

هل تريد أن تعرف كيف يمكن لليزر قطع الأشكال بتفاصيل دقيقة للغاية؟ قاطع الليزر هو أداة قوية يمكنها تحويل تصميمات الكمبيوتر إلى أشياء حقيقية. يستخدم شعاع ضوء شديد التركيز لقص أو نقش المواد بطريقة دقيقة للغاية. هذه المقالة هي دليلك لمساعدتك في البدء. سنقوم بشرح القطع بالليزر الأساسيات بكلمات بسيطة وسهلة الفهم. سوف تتعرف على كيفية عمل ماكينة القطع بالليزر، وما تحتاج إليه للبدء، وكيفية إنشاء أول مشروع رائع للقطع بالليزر. ستساعدك قراءة هذا الكتاب على توفير الوقت والابتعاد عن الأخطاء التي يرتكبها الناس غالباً.

ما هو القطع بالليزر وكيف يعمل القاطع بالليزر؟

القطع بالليزر هو طريقة لتقطيع الأشياء باستخدام شعاع ضوئي قوي للغاية. يمكنك اعتبارها مثل عدسة مكبرة دقيقة وقوية للغاية تستخدم الشمس. ولكن يتم التحكم بها أكثر من ذلك بكثير. قاطع الليزر هو آلة يتم التحكم فيها بالكمبيوتر. تستخدم شعاع ليزر للقيام بالعمل. تتبع الماكينة تصميمًا من الكمبيوتر لعمل قطع دقيقة للغاية. تُستخدم هذه العملية كثيراً لصنع جميع أنواع الأشياء، بدءاً من المجوهرات واللافتات وحتى قطع غيار الماكينات. الليزر دقيق للغاية بحيث يمكنه صنع أشكال دقيقة للغاية.

من السهل جداً فهم طريقة عمل ماكينة القطع بالليزر. أولاً، تقوم بعمل تصميم باستخدام الكمبيوتر. بعد ذلك، ترسل التصميم إلى قاطع الليزر. يتحرك رأس الليزر الخاص بالماكينة فوق المادة. تسمى هذه المادة بقطعة العمل. يخبر الكمبيوتر الليزر متى يجب تشغيله وإيقاف تشغيله. عندما ينطلق الليزر، يتم توجيه شعاع ليزر قوي من خلال عدسة. تجعل هذه العدسة ضوء الليزر يركز على بقعة صغيرة جداً على سطح المادة. تعمل الحرارة الكبيرة الصادرة من الليزر على إذابة المادة أو حرقها أو تحويلها إلى غاز. هذا يجعل القطع أو الحفر. يساعد تدفق الغاز على التخلص من المادة الزائدة. وهذا يترك حافة لطيفة ونظيفة. عملية القطع بأكملها سريعة ودقيقة للغاية. هذه هي الفكرة الرئيسية لكيفية قيام الليزر بعمل قطع ليزر رائع.

ما هي الأنواع المختلفة لقواطع الليزر؟

هناك عدة أنواع مختلفة من قواطع الليزر. النوعان اللذان ستراهما في أغلب الأحيان هما ليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر الألياف. والفرق الأكبر بينهما هو نوع مصدر الليزر الذي يحتويان عليه. وهذا يغير أنواع المواد التي يمكنهم قطعها بشكل جيد. تساعدك معرفة أنواع الليزر المختلفة على اختيار أفضل أداة لمشروعك. ليزر ثاني أكسيد الكربون هو الأكثر استخدامًا من قِبل الأشخاص الذين يقومون بذلك من أجل المتعة والمتاجر الصغيرة.

ليزر ثاني أكسيد الكربون جيد جدًا لقطع ونقش العديد من أنواع المواد المختلفة. وتشمل هذه القائمة المواد الطبيعية مثل الخشب والورق والجلد والأكريليك. يعمل قاطع ليزر ثاني أكسيد الكربون عندما يتم إرسال الكهرباء من خلال أنبوب مملوء بمزيج من الغاز، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون. هذا العمل يجعل ضوء الليزر يصدر ضوء الليزر. أما ليزر الألياف فهو مختلف. فهي أفضل بكثير للقطع ووضع العلامات على المعادن. فهي تستخدم نوعاً خاصاً من التكنولوجيا التي تخلق شعاع ليزر بنقطة بؤرية أصغر وطول موجي جديد. وهذا يجعلها أقوى بالنسبة للمواد اللامعة مثل المعادن. يستطيع ليزر ثاني أكسيد الكربون القوي الحفر على بعض المعادن. ولكن ليزر الألياف هو الأداة التي تحتاجها لقطعها بطريقة نظيفة.

إليك جدول بسيط لتوضيح الفرق:

لماذا أحتاج إلى ملفات متجهة من برامج التصميم؟

آلة القطع بالليزر هي آلة ذكية، ولكنها لا تستطيع معرفة ما تفكر فيه. فهو يحتاج إلى تعليمات ليتبعها. توجد هذه التعليمات في نوع خاص من الملفات يسمى ملف متجه. يمكنك إنشاء هذه الملفات باستخدام برنامج تصميم أو برنامج تصميم جرافيك. الملف المتجه ليس مثل الصورة العادية، مثل ملف JPG. الصور العادية مصنوعة من نقاط صغيرة. ملف متجه مصنوع من خطوط ومنحنيات ونقاط تعتمد على الرياضيات. يتم تعريف الشكل بخط، وليس بالكثير من النقاط.

هذه نقطة مهمة للغاية لأن قاطع الليزر يجب أن يعرف مكان القطع. فهو يتبع الخطوط في ملف متجه بطريقة مثالية. يُعرف هذا باسم المسار المتجه. عندما تريد أن يقوم الليزر بالقطع على طول الطريق من خلال مادة ما لعمل شكل ما، عليك أن تعطيه ملفًا متجهًا. سيتبع الليزر الخطوط الموجودة في تصميمك بالضبط. يمكنك التفكير في الأمر مثل رسم شكل بقلم. يتبع الليزر الخط الذي رسمته. هذا هو النوع الوحيد من التنسيق الذي يمكن أن يفهمه قاطع الليزر لعمل قطع دقيق للغاية. يجب أن تجعل رسوماتك المتجهة بأصغر حجم خط ممكن حتى تعرف الماكينة أنه خط للقطع.

ما الفرق بين القطع المتجه والنقش النقطي؟

نعلم أنه يتم استخدام ملف متجه لإخبار الليزر بالمكان الذي يجب أن يقطع فيه. ولكن ماذا لو كنت لا تريد إجراء قطع يمتد على طول الطريق؟ ماذا لو كنت تفضل نقش صورة أو تصميم على سطح قطعة العمل؟ لهذه المهمة، يمكنك استخدام النقش النقطي. الملف النقطي هو مجرد ملف صورة عادي، مثل الصورة الفوتوغرافية. وهو مكون من نقاط. عندما ترسل ملفًا نقطيًا إلى قاطع الليزر، فإنه يقوم بعمله بطريقة مختلفة.

لا يتبع الليزر خطًا. بدلاً من ذلك، يتحرك من جانب إلى آخر، خط واحد في كل مرة. إنه يعمل إلى حد كبير مثل طابعتك النافثة للحبر اليومية. يتم تشغيل الليزر وإيقاف تشغيله بسرعة كبيرة. وهي تحرق نقطة صغيرة جداً لكل نقطة في الصورة. تخبر البقع الداكنة في الصورة الليزر باستخدام المزيد من الطاقة. وهذا يجعل العلامة أعمق أو أغمق. تستخدم البقع الفاتحة طاقة أقل، أو في بعض الأحيان لا تستخدم طاقة على الإطلاق. وهذا ما يسمى بالنقش النقطي. يمكنك استخدام الصور ذات التدرج الرمادي لعمل نقوش مفصلة للغاية مع التظليل. يُعد النقش بالليزر طريقة ممتازة لإضافة التفاصيل. لذا، فإن المتجه هو لقص الخطوط العريضة للأشكال، والنقطي هو لملء الأشكال أو عمل الصور.

ما هو الشق ولماذا يؤثر على تصميمي للقص بالليزر؟

عندما تقوم بقطع الخشب بالمنشار، فإن الشفرة تزيل قليلاً من الخشب. وهذا يحدث فجوة صغيرة. وتسمى هذه الفجوة الشق. يقوم قاطع الليزر بنفس الشيء. لا يكون شعاع الليزر رقيقاً جداً جداً؛ ولكنه ذو حجم صغير. وعندما يحرق الليزر المادة، فإنه يتخلص من قطعة صغيرة جدًا منها. حجم الفجوة التي يحدثها الليزر هو الشق. الشق الذي يحدثه قاطع الليزر صغير للغاية، ولكنه تفصيل مهم للغاية.

ما أهمية الشق؟ إذا كنت تصنع قطعًا تحتاج إلى ربطها معًا، كما هو الحال في أحجية أو صندوق، عليك أن تتذكر الشق. على سبيل المثال، إذا قمت بقطع مربع بعرض 1 بوصة بالليزر من بعض الأخشاب، فإن الثقب سيكون أكبر قليلاً من 1 بوصة. القطعة المربعة التي تقطعها ستكون أصغر قليلاً من 1 بوصة. يحدث ذلك بسبب الشق. من القواعد الأساسية المفيدة هي معرفة حجم شق قاطع الليزر الخاص بك. عندما تعرف الشق، يمكنك تغيير تصميمك في برنامج التصميم الخاص بك. سيضمن ذلك ملاءمة الأجزاء المقطوعة معًا بشكل صحيح. إذا نسيت أمر الشق، فقد لا تتناسب الأجزاء الخاصة بك بإحكام. يمكن أن يتغير الشق بناءً على المادة ومدى سمكها وقوة الليزر.

ما هي المواد التي يمكنني استخدامها في مشروع القص بالليزر؟

من أعظم الأشياء في استخدام الليزر أنه يمكن قطع أو نقش العديد من المواد. تعتمد المواد التي تختارها على نوع الليزر الذي تستخدمه. بالنسبة لمعظم المشاريع، سيكون ليزر ثاني أكسيد الكربون. الليزر قادر على قطع العديد من المواد. يمكنك قص المواد التي لديك في المنزل بالليزر، أو يمكنك شراؤها من المتاجر التي تبيعها.

فيما يلي قائمة بالمواد الشائعة لقاطع الليزر:

• الخشب: الخشب الرقائقي، وخشب MDF، والبلسا، والأخشاب الصلبة جيدة جدًا لليزر.
• أكريليك: هذا النوع من البلاستيك يقطع بحافة نظيفة جداً ومتوفر بألوان عديدة.
• الورق والورق المقوى: يستطيع الليزر قطع الورق الرقيق والورق المقوى بتفاصيل مذهلة.
• الجلود: يمكنك قص الجلد والنقش عليه بالليزر لصنع أشياء مثل المحافظ والأحزمة.
• القماش: يمكن لليزر قطع القماش بالليزر ولن تتفكك الحواف.
• الزجاج: لا يمكنك قطع الزجاج باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون ولكن يمكنك نقش تصاميم جميلة على سطحه.

من المهم أيضًا أن تعرف المواد التي يجب ألا تقطعها. فبعض المواد، مثل البلاستيك PVC، ستطلق غازات سامة عندما يحرقها الليزر. يمكن أن تشكل المواد الأخرى القابلة للاشتعال خطر نشوب حريق. يجب عليك دائمًا معرفة ما إذا كانت المادة آمنة قبل أن ترغب في قطعها بالليزر.

كيف تغير سماكة المواد إعدادات ماكينة القطع بالليزر الخاصة بي؟

سمك المادة هو إعداد مهم للغاية يجب أن تضعه في الاعتبار. فالورقة الرقيقة جدًا من الورق تحتاج فقط إلى قدر ضئيل من الطاقة من الليزر ليتم قطعها. تحتاج شريحة سميكة من الخشب إلى طاقة أعلى بكثير ويجب قطعها بسرعة أبطأ. هدفك هو إعطاء شعاع الليزر الوقت والطاقة الكافية لقطع المادة بالكامل. إذا قمت بضبط الطاقة منخفضة جداً، أو إذا كانت السرعة عالية جداً، فقد لا يقطع الليزر كل الطريق.

عند تجربة مادة جديدة، سيتعين عليك إجراء بعض الاختبارات لاكتشاف الإعدادات الصحيحة. من الطرق الجيدة عمل ملف اختبار صغير يستخدم إعدادات مختلفة للطاقة والسرعة. سيساعدك هذا في العثور على أفضل مزيج لمادة القطع. بالنسبة للمادة السميكة، يجب أن يعمل الليزر بقوة أكبر. قد يعني هذا أيضًا أن الشق سيكون أعرض قليلاً. قد ترى أيضًا ميلًا صغيرًا على حافة القطع. وذلك لأن شعاع الليزر له شكل مخروطي. يمكن أن يكون للجزء العلوي والسفلي من القطع شقاً مختلفاً قليلاً. يُعد العثور على الإعدادات الصحيحة جزء كبير من أساسيات القطع بالليزر.

ماذا يفعل الغاز المساعد في عملية القطع بالليزر؟

عندما يقوم الليزر بالقطع، فإنه في الحقيقة يحرق خطًا رفيعًا جدًا. هذا العمل ينتج عنه دخان وقطع صغيرة من المواد. لتحقيق قطع ليزر جيد ونظيف للغاية، يستخدم قاطع الليزر تدفقاً من الغاز. ويُعرف ذلك باسم الغاز المساعد. يتم دفع الغاز من الفوهة الموجودة بجانب شعاع الليزر مباشرة. يقوم بوظيفتين مهمتين للغاية أثناء عملية القطع.

تتمثل المهمة الأولى للغاز المساعد في تحريك المادة المنصهرة أو الغاز المذاب بعيدًا عن طريق الشق. وهذا يساعد الليزر على مواصلة القطع بطريقة نظيفة. بدون الغاز، يمكن أن تذوب المادة ثم تلتصق مرة أخرى بعد مرور الليزر. المهمة الثانية هي منع علامات الحرق وإيقاف الحرائق. بالنسبة لمواد مثل الخشب أو الأكريليك، فإن الغاز (الذي غالبًا ما يكون مجرد هواء) ينفخ أي لهب صغير يحدثه الليزر. وينتج عن ذلك حافة أنظف على القطع المقطوعة. بالنسبة لبعض المواد، يتم استخدام أنواع خاصة من الغاز مثل النيتروجين للحصول على جودة قطع أفضل.

هل قواطع الليزر خطرة؟ أساسيات السلامة الرئيسية

قاطع الليزر هو أداة قوية. ومثل جميع الأدوات، يجب استخدامه بعناية وأمان. شعاع الليزر نفسه ضار جداً. يجب ألا تنظر إليه مباشرة. تحتوي جميع آلات القطع من هذا النوع على غطاء آمن يحتوي على زجاج خاص للحفاظ على سلامة عينيك. يجب أن تتأكد دائماً من أن الغطاء مغلق عند تشغيل الليزر.

تدفق الهواء الجيد مهم جدًا أيضًا. فالليزر يحرق المواد، وهذا ينتج عنه دخان وأبخرة. بعض الدخان يمكن أن يكون ضارًا لك أو ينتج عنه غازات سامة. يجب توصيل جهاز الليزر الخاص بك بنظام يمكنه سحب الهواء للخارج. يأخذ هذا النظام الدخان إلى الخارج بطريقة آمنة. وأخيراً، يجب ألا تبتعد أبداً عن ماكينة الليزر أثناء تشغيلها. فالليزر يولد الكثير من الحرارة، وهناك دائماً فرصة ضئيلة لاندلاع حريق. وهذا ينطبق بشكل خاص مع المواد القابلة للاشتعال. إذا بقيت مع الآلة، يمكنك إيقاف تشغيلها بسرعة إذا حدثت مشكلة. أن تكون آمناً هو أهم جزء في استخدام الليزر.

ما هي الخطوات التالية في تعلم أساسيات القطع بالليزر؟

أنت تعرف الآن الأفكار الرئيسية لكيفية استخدام الليزر للقطع والنقش. أنت تعرف عن أنواع الليزر المختلفة، وسبب الحاجة إلى ملفات المتجهات، ومعنى الشق. لمعرفة المزيد، فإن أفضل ما يمكنك فعله هو الممارسة. إذا كنت قادراً على استخدام قاطع الليزر، يجب أن تبدأ بمشاريع سهلة. يمكنك محاولة قص أشكال بسيطة من الورق المقوى أو قطعة رقيقة من الخشب الرقائقي.

جرّب إعدادات مختلفة للطاقة والسرعة لترى كيف تجعل القطع بالليزر مختلفاً. يمكنك تعلم استخدام برامج التصميم الجرافيكي لعمل تصميماتك المتجهة الخاصة بك. يمكنك العثور على العديد من مقاطع الفيديو والدروس المفيدة عبر الإنترنت التي يمكن أن توضح لك مهارات أكثر صعوبة. من الجيد أن تتذكر أن القطع بالليزر يشبه إلى حد كبير آلات القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي أو حتى الطابعات ثلاثية الأبعاد. فجميعها تبدأ بملف كمبيوتر وتحوّله إلى جسم حقيقي. كلما زاد عدد مرات استخدامك لليزر، كلما زاد تأكدك مما تفعله.

١. أشياء أساسية يجب تذكرها:

• يستخدم قاطع الليزر شعاع ليزر مُركَّز لعمل قطع أو نقش على المواد.
• يجب استخدام ملف متجه للقطع. يمكنك استخدام ملف نقطي للنقش.
• الشق هو الكمية الصغيرة جدًا من المواد التي يزيلها الليزر. وهو مهم للأجزاء التي تحتاج إلى أن تتناسب مع بعضها البعض.
• أنواع مختلفة من قواطع الليزر (CO2 أو الألياف) جيدة للمواد المختلفة. احرص دائمًا على استخدام الليزر المناسب لمهمتك.
• سُمك المادة والطاقة والسرعة هي الإعدادات الرئيسية للحصول على قطع ليزر نظيف.
• يجب أن تكون السلامة دائماً على رأس اهتماماتك! لا تترك الليزر بمفرده أبداً، وتأكد من أن لديك تدفق هواء جيد.