توافق المواد ونطاق السُمك

من أهم العوامل المؤثرة في الاختيار بين القطع بالليزر والقطع بالبلازما مدى كفاءة كل طريقة في التعامل مع مواد وسماكات مختلفة. فبينما يستطيع كلاهما قطع مجموعة واسعة من المعادن، يختلف أداء كل منهما اختلافًا كبيرًا تبعًا لنوع المادة وسماكتها واللمسة النهائية المطلوبة. فهم هذه الاختلافات ضروري لاختيار عملية القطع الأكثر كفاءةً وفعاليةً من حيث التكلفة لتطبيق محدد.

القطع بالليزر

يتفوق القطع بالليزر في قطع المواد الرقيقة والمتوسطة السُمك بدقة استثنائية. وهو فعال بشكل خاص في:

الفولاذ الطري (حتى ٢٥ مم تقريبًا باستخدام ليزر عالي الطاقة)

الفولاذ المقاوم للصدأ

الألومنيوم

النحاس الأصفر والنحاس الأصفر (باستخدام ليزر الألياف، وهو الأنسب للمعادن العاكسة)

يمكن لليزر أيضًا قطع المواد غير المعدنية مثل الخشب والأكريليك والبلاستيك، مما يمنحه استخدامات أوسع في صناعات مثل اللافتات والإلكترونيات والتصنيع الدقيق. ومع ذلك، مع زيادة سمك المادة - خاصةً لما

 يزيد عن ٢٠-٢٥ مم - تنخفض سرعة وكفاءة القطع بالليزر، وتزداد تكلفة الليزر عالي الطاقة بشكل ملحوظ.

القطع بالبلازما

يتميز القطع بالبلازما بالقوة والسمك. وهو يعمل بشكل أفضل على:

فولاذ خفيف

فولاذ مقاوم للصدأ

ألومنيوم

يمكن للبلازما التعامل بسهولة مع مواد يصل سمكها إلى 50 مم أو أكثر، حسب النظام. ورغم أنها لا تُضاهي القطع بالليزر من حيث الدقة أو تشطيب الحواف، إلا أنها تتفوق عليه من حيث سرعة القطع والفعالية من حيث التكلفة عند العمل مع صفائح معدنية سميكة أو كبيرة. ومع ذلك، يقتصر استخدام البلازما على المواد الموصلة للكهرباء، وهي غير مناسبة للأعمال غير المعدنية أو الأعمال عالية التفاصيل.

يُعدّ القطع بالليزر الخيار الأمثل للمواد الرقيقة والمتوسطة، حيث تُعدّ الدقة والتفاصيل الدقيقة وجودة الحواف أمرًا بالغ الأهمية. ويُعدّ القطع بالبلازما الخيار الأمثل في الاستخدامات الشاقة، حيث يُوفّر سرعةً وتكلفةً معقولةً للمعادن السميكة. ويعتمد اختيار العملية المناسبة على معرفة نوع المادة، ونطاق السُمك المطلوب، ومستوى التفاصيل المطلوبة. ويضمن اختيار طريقة القطع المناسبة للمادة نتائج عالية الجودة وكفاءةً في الإنتاج.

جودة القطع والدقة

عند تقييم تقنيات القطع، لا تقل أهمية الجودة والدقة عن السرعة والتكلفة. يؤثر القطع النهائي على العمليات اللاحقة، مثل اللحام والتجهيز والتشطيب، مما يجعل عوامل مثل دقة الأبعاد، وعرض الشق، والمنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ)، وجودة الحافة، عوامل حاسمة عند الاختيار بين القطع بالليزر والبلازما. تُعطي كل طريقة نتائج مختلفة تمامًا، ويمكن أن تؤثر هذه الاختلافات بشكل كبير على اتساق المنتج ومتطلبات ما بعد المعالجة.

دقة الأبعاد

يوفر القطع بالليزر دقة أبعاد عالية، عادةً في حدود ±0.1 مم أو أكثر، بفضل شعاعه الدقيق والمركّز والتحكم الدقيق بآلة التحكم الرقمي. هذا يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب تفاوتات دقيقة وقابلية تكرار عالية، مثل مكونات الطيران، والإلكترونيات، والأجزاء الميكانيكية الدقيقة. أما القطع بالبلازما، فرغم دقته، يحافظ عادةً على تفاوتات في حدود ±0.5 مم، حسب المعدات ومهارة المشغل. وهو مناسب تمامًا للأجزاء الهيكلية أو الصناعية التي لا تتطلب دقة فائقة.

عرض الشق

يختلف عرض القطع بين الطريقتين. ينتج القطع بالليزر شقًا ضيقًا، غالبًا ما يتراوح بين 0.1 مم و0.5 مم، مما يسمح بتداخل محكم للأجزاء وتقليل هدر المواد. أما القطع بالبلازما، فيتميز بشق أوسع، يتراوح عادةً بين 1 مم و3 مم، مما يحد من كثافة الأجزاء على الصفيحة وقد يؤدي إلى فقدان أكبر للمواد.

المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ)

يُولّد القطع بالليزر منطقةً صغيرةً نسبيًا متأثرةً بالحرارة بفضل دقة شعاع الليزر وتحكمه في مدخلات الطاقة. هذا يُقلّل من خطر تشوّه المادة المحيطة أو تغيير خصائصها الميكانيكية. على النقيض من ذلك، يُنتج القطع بالبلازما منطقةً أكبر متأثرةً بالحرارة نتيجةً لارتفاع المدخلات الحرارية واتساع القوس الكهربائي. على الرغم من أن أنظمة البلازما الحديثة قد قلّلت من هذا التأثير، إلا أن الحرارة لا تزال تؤثر على سلامة المعدن وتتطلب معالجةً إضافيةً في التطبيقات الحساسة.

مربعة الحافة وخشونتها (Ra)

عادةً ما يُنتج القطع بالليزر حوافًا مربعة نظيفة مع أدنى حد من الشوائب وخشونة سطح منخفضة (Ra)، غالبًا أقل من 3.2 ميكرومتر. وهو مناسب تمامًا للأجزاء التي تتطلب معالجة لاحقة بسيطة. أما القطع بالبلازما، فعلى الرغم من تحسينه مقارنةً بالأنظمة السابقة، إلا أنه عادةً ما يُنتج حوافًا مشطوفة أو أكثر خشونة، حيث تتراوح قيم Ra بين 6.3 و25 ميكرومتر حسب السُمك والسرعة. وقد يتطلب هذا تشطيبًا ثانويًا في المشاريع التي تتطلب دقة عالية.

يُعدّ القطع بالليزر رائدًا في الجودة والدقة، إذ يُقدّم تحديدًا فائقًا للحواف، وتفاوتات أدقّ، وتشوّهًا حراريًا ضئيلًا. أما القطع بالبلازما، وإن كان أقلّ دقة، فهو لا يزال فعّالًا في عمليات التصنيع العامة حيث تُعطى الأولوية للسرعة والتكلفة على التفاصيل الدقيقة. في النهاية، يعتمد الاختيار على جودة التشطيب المطلوبة، ومستويات التفاوت، وتعقيد القطعة. بالنسبة للأعمال عالية الدقة، يُعدّ الليزر الخيار الأمثل؛ أما بالنسبة للمشاريع الأكثر سمكًا والأقلّ حساسيةً للتفاصيل، فتظلّ البلازما خيارًا موثوقًا.