Multi-stage Piercing in CypCut
الثقب متعدد المراحل في برنامج CypCut
الثقب (pierce) في تبويب Layer مقسّم إلى عدة مراحل، ويعتمد عددها على إصدار CypCut.
في CypCut يبدأ تسلسل الثقب من المرحلة الأخيرة إلى الأولى — أي إن المرحلة التي تُعدّها أولًا تُنفَّذ في النهاية.
هناك نمطان رئيسيان — Blasting pierce (ثقب خشن سريع) وGradual pierces (ثقب تدريجي ناعم). يمكن دمجهما حسب سُمك المعدن.
بداية الثقب في البرنامج هي المرحلة الأخيرة (Blasting pierce).
Blasting pierce — الثقب الخشن (السريع)
الثقب الأول الخشن — شعاع بـبؤرة موجبة (focus pos +) وبـنفس الضغط (BAR) المستخدم في القطع، مركّز في وسط المعدن. يُسخّن الليزر المعدن باستمرار حتى الانصهار؛ فتتشكّل فوهة يعتمد حجمها على سُمك اللوح. يُطرد المعدن المنصهر بسرعة بواسطة تيار الأكسجين — فيتكوّن ثقب اختراق متوسط قطره نحو نصف السُمك. بسبب الإصدار الليزري المستمر يحدث رذاذ معدن متوهّج كثيف، وهذا غير مناسب للقطع الذي يتطلّب دقة عالية.
العملية كاملةً: تُضبط البؤرة فوق سطح المادة وتزداد عمق الثقب لتسخين سريع. ورغم أن هذه الطريقة تُنتج كميةً كبيرة من المعدن المنصهر الذي يتطاير على سطح القطعة، فإنها تُقصّر زمن الثقب على المعدن السميك بشكل كبير. هذا الثقب مناسب لمعدن حتى 8 مم.
تذكّر: مراقبة المعاملات ونظافة العدسات الواقية تقع حصرًا على عاتق المشغّل.
في المعادن الرقيقة يكاد لا يُلاحَظ تطاير المعدن.
Gradual pierces — الثقب التدريجي (الناعم)
في معظم الحالات تكون جودة Gradual pierces أفضل من Blasting pierce، لكن الزمن أطول بكثير — مع تحسّن الجودة عدة مرات.
في المعادن من 10 مم فأكثر يُستحسن دمج Blasting وGradual pierces.
يعمل الليزر في الوضع المستمر أو النبضي؛ ويُعطي الوضع النبضي تحكّمًا أكبر في الثقب — قدرة قمة عالية، دورة عمل منخفضة، وبؤرة سالبة — لإذابة وتبخير كمية صغيرة من المادة في كل مرة. يتعمّق الثقب تدريجيًا؛ وكل نبضة تدفع جسيمات دقيقة نحو الداخل. يُستخدم الهواء المضغوط أو النيتروجين كغاز مساعد لتقليل اتساع الثقب؛ أما الأكسجين فيستوجب حذرًا أكبر لأنه يتفاعل مع الفولاذ الكربوني. ضغط الغاز المساعد (BAR) أقل من ضغط الأكسجين المستخدم في القطع. يستغرق التعميق بضع ثوانٍ؛ ولا تكتمل العملية دائمًا في مرحلة واحدة — تتوقف على السُمك. تُتمّ المرحلة الأخيرة الاختراق الكامل، وفي حالة استخدام الهواء أو النيتروجين يُستبدَل الغاز المساعد فورًا بالأكسجين للقطع.
العملية بالمراحل: بعد تعرّض القطعة لشعاع الليزر، يسخن سطح المادة أولًا (A)؛ ثم يتعمّق التسخين تدريجيًا (B) → (C) → (D) حتى الاختراق النهائي (E).
العملية ليست سريعة، لكننا نحصل على ثقب ناعم ونحافظ على هندسة الفتحة قدر الإمكان — نقطة دخول نظيفة، ومنطقة تأثير حراري في حدّها الأدنى.
ينبغي أن يبدأ هذا النوع من الثقب بـBlasting pierce ثم تُضاف مراحل Gradual pierces.
الخلاصة
- للمعدن حتى 8 مم يمكن استخدام Blasting pierce: قد تكون نقطة الدخول خشنة، لكن إذا لم تكن دقة الثقوب حرجة، تكفي مرحلة واحدة.
- إذا كانت قدرة الليزر أقل من 3 كيلوواط والمعدن 3–8 مم، فينصح بمرحلتين للثقب مع إضافة Gradual pierces لاحقًا حسب السُمك.
الغازات — ماذا تقطع وبأي غاز
- قطع الفولاذ المقاوم للصدأ بالأكسجين غير منطقي. مع الأكسجين تحترق المادة فعليًا — فالاحتراق هو أكسدة في درجات حرارة عالية والأكسجين محفّز لها. وهكذا نحوّل الفولاذ المقاوم إلى فولاذ يصدأ — ندمّر خصائصه المقاومة للصدأ — والأكسجين لا يبرّد المعدن بالشكل الكافي.
- الهواء المضغوط أفضل لمواد حتى 3 مم.
- لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم والنحاس الأصفر (brass) حتى 6 مم يكفي عادةً Blasting pierce واحد. المشكلة الرئيسية هي دقة الثقب؛ وفي المعدن الأسمك تنشأ مشكلات بسبب سوء تصريف المنصهر وعدم استقرار القطع.
الأسباب الشائعة لمشكلات الثقب
- Duty cycle طويل جدًا.
- ضغط مرتفع.
- Frequency مرتفعة.
- لم يُلغَ التدفّق المستمر Gas on، أو زمن Extra blow طويل جدًا.
- زمن Extra blow بين Gradual pierces قصير جدًا.
الضغط والمعاملات
يجب أن يكون الضغط كما في القطع — من 0.3 إلى 12 بار حسب الغاز. إذا كان ضغط الغاز منخفضًا جدًا لإزاحة المنصهر والسرعة مثل سرعة القطع، يبقى المنصهر الساخن في الثقب.
قطر الثقب يزداد بزيادة الضغط وينقص بزيادة قدرة الليزر. رفع الضغط من 4 إلى 8 بار يُقلّل زمن الثقب بحوالي 10 %.
حلّ المشكلات
- زد أولًا Peak power (قدرة الذروة).
- تحقّق من ضبط ومحورية الشعاع.
- اخفض البؤرة إلى السالب.
- في الثقوب اختر غازًا آخر من نوع غاز القطع الرئيسي.
- زد Extra blow بين مراحل Gradual pierces.
- اخفض ضغط الغاز.
إذا ظهر رذاذ معدن متوهّج في الثقب الأول:
- اخفض أولًا التردد (هرتز) في المرحلة التي يحدث فيها الرذاذ. مثلًا إذا كان 100 هرتز، اخفضه إلى 10 هرتز؛ وفي المرحلة الثانية أبقِ 100 هرتز تحسّبًا لعدم كفاية 10 هرتز لاختراق المعدن.
- اخفض الضغط — مثلًا من 1 بار في المرحلة الأولى إلى 0.6 بار؛ وفي المرحلة الثانية اضبطه أقل لتفادي "الفرقعة"، مثلًا 0.5 بار.
- إن لم تكن النتيجة كافية — اخفض دورة العمل بنسبة 20 % في جميع المراحل ما عدا الأخيرة، واخفض التردد إلى 10 هرتز؛ وإن لم يُخترَق المعدن، زِد التردد بمقادير 50 هرتز.
لا يستطيع ليزر CO₂ ذو الاستخدام العام تلبية متطلّبات الثقب.
مثال
الثقب على الآلات حتى 1500 وات — حتى السماكات مثل 8 و10 و12 مم يمكن ضبطها في مرحلة واحدة (1 stage). يمكن ثقب 20 مم أيضًا، لكنه يتطلّب وقتًا طويلًا: قدرة منخفضة، تردد منخفض، ارتفاع قطع 20–30 مم — زمن الثقب نحو ساعة، وهو غير مناسب للإنتاج الكمّي.
مثال على ثقب طويل: 50 هرتز، قدرة 100 %، دورة عمل 56 %، زمن ثقب 10 مم — 20–30 ثانية. وهذا أيضًا بعيد عن المثالية.
استخدام أكثر من مرحلة ضروري عند الثقب من 10 مم فأكثر أو عندما يلزم ثقب دقيق ونظيف.