ليزر ثاني أكسيد الكربون من اختراع كومار باتيل من مختبرات بيل في عام 1964، و لا يزال أحد أكثر أنواع الليزر فائدة حتى الآن بشكل كبير.

ليزر ثاني أكسيد الكربون هو الموجة المستمرة الأعلى قوة و المتوفر حاليًا. كما أنها فعالة جدًا: يمكن أن تصل نسبة طاقة الخرج إلى طاقة الضخ إلى 20٪. ينتج ثاني أكسيد الكربون شعاعًا من ضوء الأشعة تحت الحمراء مع نطاقات الطول الموجي الرئيسية التي تركز على 9.6 و 10.6 ميكرومتر.وسيط ليزر النشط عبارة عن تفريغ غاز يتم تبريده بالهواء أو الماء، اعتمادًا على الطاقة المستخدمة.

يتكون غاز التعبئة داخل أنبوب تصريف مغلق من حوالي 10-20٪ من ثاني أكسيد الكربون (CO2)، حوالي 10-20٪ نيتروجين، نسبة قليلة من الهيدروجين أو زينون، و الباقي هو الهيليوم. يتم استخدام خليط مختلف التدفق، حيث ثاني أكسيد الكربون يتم ضخه بشكل مستمر من خلاله. تختلف النسب المحددة وفقًا لليزر المعين.

ثاني أكسيد الكربون و الأشعة تحت الحمراء

نظرًا لأن ليزر ثاني أكسيد الكربون يعمل في الأشعة تحت الحمراء، فإن المواد الخاصة ضرورية لبنائها. عادة، تكون المرايا مطلية بالفضة، بينما النوافذ و العدسات مصنوعة إما من الجرمانيوم أو سيلينيد الزنك. بالنسبة للتطبيقات عالية الطاقة، يفضل استخدام المرايا الذهبية و نوافذ و عدسات سيلينيد الزنك. هناك أيضًا نوافذ و عدسات ماسية قيد الاستخدام.النوافذ الماسية باهظة الثمن، لكن توصيلها الحراري و صلابتها العالية تجعلها مفيدة في التطبيقات عالية الطاقة و في البيئات المتسخة. يمكن حتى أن تنفجر العناصر البصرية المصنوعة من الماس بالرمل دون أن تفقد خصائصها البصرية.

تاريخيا

كانت العدسات و النوافذ مصنوعة من الملح (إما كلوريد الصوديوم أو كلوريد البوتاسيوم). بينما كانت المادة غير مكلفة، تدهورت العدسات و النوافذ ببطء مع التعرض للرطوبة الجوية.يتكون الشكل الأساسي لليزر ثاني أكسيد الكربون من تفريغ الغاز (بمزيج قريب من ذلك المحدد أعلاه) مع عاكس كلي في أحد طرفيه، و مقرن الإخراج (مرآة عاكسة جزئيًا) في نهاية الإخراج.يمكن تصنيع ليزر ثاني أكسيد الكربون للحصول على قوى موجة مستمرة بين ملي واط ومئات الكيلوواط. من السهل جدًا أيضًا التبديل الفعال بين ثاني أكسيد الكربون عن طريق مرآة دوارة أو مفتاح كهربائي ضوئي، مما يؤدي إلى زيادة طاقة الذروة التي تصل إلى جيجاوات.

الإنتقالات و الترددات

نظرًا لأن انتقالات ليزر تكون في الواقع على نطاقات دوران الاهتزاز لجزيء ثلاثي الذرات خطي، يمكن تحديد البنية الدورانية لنطاقي P و R بواسطة عنصر ضبط في تجويفه. المنشورات ليست عملية كعناصر ضبط لأن معظم الوسائط التي تنقل في منتصف الأشعة تحت الحمراء تمتص أو تشتت بعض الضوء، لذلك فإن عنصر ضبط التردد يكون دائمًا تقريبًا محزوز حيود. من خلال تدوير محزوز الحيود ، يمكن تحديد خط دوران معين للانتقال الاهتزازي.يمكن أيضًا الحصول على أفضل اختيار للتردد من خلال استخدام etalon. عمليًا، جنبًا إلى جنب مع الاستبدال النظيري، هذا يعني أنه يمكن استخدام مجموعة مستمرة من الترددات مفصولة بحوالي 1 سم (30 جيجاهرتز) و التي تمتد من 880 إلى 1090 سم.

تعتبر ليزرات ثاني أكسيد الكربون “القابلة للضبط الخطي” ذات أهمية أساسية في التطبيقات البحثية. يتأثر الطول الموجي الناتج بالنظائر المعينة الموجودة في جزيء ثاني أكسيد الكربون، حيث تتسبب النظائر الأثقل في انبعاث موجات أطول.نظرًا لمستويات الطاقة العالية المتاحة جنبًا إلى جنب مع التكلفة المعقولة لليزر، يتم استخدامه بشكل متكرر في التطبيقات الصناعية للقطع و اللحام، بينما يتم استخدامه مستوى الطاقة المنخفض للنقش. كما أنها تستخدم في عملية التصنيع المضافة للتلبيد الانتقائي بالليزر.

فوائد ثاني أكسيد الكربون

أصبح ليزر ثاني أكسيد الكربون مفيدًا في العمليات الجراحية لأن الماء الذي يشكل معظم الأنسجة البيولوجية يمتص هذا التردد من الضوء جيدًا. بعض الأمثلة على الاستخدامات الطبية هي الجراحة بالليزر و تقشير الجلد، و الذي يتكون أساسًا من تبخير الجلد لتعزيز تكوين الكولاجين.يمكن استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون لعلاج بعض الأمراض الجلدية مثل الورم الحليمي التناسلي عن طريق إزالة النتوءات أو الكتل.

يمكن استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون لإزالة آفات الطيات الصوتية، مثل أكياس الطيات الصوتية. يقوم الباحثون بتجربة استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون في لحام الأنسجة البشرية، كبديل للخيوط الجراحية التقليدية.يظل ليزر ثاني أكسيد الكربون بحجم 10.6 ميكرومتر أفضل ليزر جراحي للأنسجة الرخوة حيث يتم تحقيق كل من القطع و الإرقاء ضوئيًا مشعًا. يمكن استخدامه بدلاً من المبضع في معظم الإجراءات، بل و يمكن استخدامه في الأماكن التي لا يتم فيها استخدام مشرط، في المناطق الحساسة حيث يمكن أن تؤدي الصدمات الميكانيكية إلى إتلاف موقع الجراحة. و هو الأنسب لعمليات الأنسجة الرخوة في تخصصات الإنسان و الحيوان، مقارنة بأطوال موجات الأخرى. تشمل المزايا نزيفًا أقل، و وقتًا جراحيًا أقل، وخطرًا أقل للإصابة بالعدوى، و تورمًا أقل بعد العملية.

تشمل التطبيقات طب النساء و طب الأسنان و جراحة الفم و الوجه و الفكين و غيرها الكثير.

يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون بطول موجة 9.25-9.6 ميكرومتر أحيانًا في طب الأسنان لاستئصال الأنسجة الصلبة. يتم استئصال الأنسجة الصلبة عند درجات حرارة تصل إلى 5000 درجة مئوية، مما ينتج عنه إشعاع حراري ساطع.يمتص البولي البلاستيك الشائع ضوء الأشعة تحت الحمراء في نطاق الطول الموجي 2.8-25 ميكرومتر، لذلك تم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون في السنوات الأخيرة لتصنيع أجهزة ميكروفلويديك منه، مع عرض قناة يبلغ بضع مئات من الميكرومترات.

نظرًا لأن الغلاف الجوي شفاف تمامًا لضوء الأشعة تحت الحمراء، يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون أيضًا في تحديد المدى العسكري باستخدام تقنيات LIDAR.تُستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون في التحليل الطيفي و عملية سيليكس لتخصيب اليورانيوم.صُمم البوليوس السوفيتي لاستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون ميغاواط كسلاح في المدار لتدمير الأقمار الصناعية SDI.

ليزر ثاني أكسيد الكربون سطح المكتب Co2 300x200mm 40W

آلة ليزر احترافية عالية الأداء، مناسبة لكل من أعمال النقش و القطع، فهي تنقش أي مادة عضوية و بلاستيكية باستثناء المعادن. براعة كبيرة و سرعة في الاستخدام، فهي تسمح بالتخصيص أو إنشاء العديد من العناصر في بضع دقائق.

المعدات القياسية للآلة:

الميزات التقنية الرئيسية لليزر ثاني أكسيد الكربون

1. منطقة العمل: 300 * 210 مم؛
2. إرتفاع مادة عملي: 50mm؛
3. سطح الطاولة: 400 * 300 مم؛
4. سرعة النقش القصوى: 500 مم / ثانية؛
5. سرعة القطع القصوى: 200 مم / ثانية؛
6. التركيز: يدوي بمؤشر أحمر مزدوج (564 نانومتر)؛
7. نوع ليزر: ثاني أكسيد الكربون في زجاج مغلق؛
8. تردد انبعاث ليزر: 10.64 ميكرومتر؛
9. خرج الطاقة: 40 واط كحد أدنى؛
10. مصدر التبريد: سائل؛
11. المدة الإرشادية لمصدر ليزر:> 1500 ساعة؛
12. درجة حرارة التشغيل: 5 ° – 45 °؛
13. رطوبة التشغيل: 30٪ – 70٪ كحد أقصى؛
14. دقة النقش: 0.0254 مم (1000 ديسيبل متوحد الخواص)؛
15. أبعاد الآلة: 1040 مم (طول) × 600 مم (عرض) × 370 مم (ارتفاع)؛
16. وزن الجهاز: 35 كجم؛
17. مصدر الطاقة: 220 فولت ± 5٪ 50 هرتز؛
18. التوصيل: USB؛
19. التوافق: ويندوز 10 و ويندوز 8 و ويندوز 7 و ويندوز XP.

ليزر مناسب لنقش و قطع العديد من المواد و الأشياء بشكل مثالي مثل:

الحفر بالليزر ثاني أكسيد الكربون في الورق و الكرتون

تتيح ماكينات ليزر إنشاء العديد من الأشياء و التفاصيل التي يستحيل إعادة إنشائها باستخدام قواطع أو راسمة قطع عادية ، علاوة على ذلك، يمكن أيضًا نقش الورق الملون باستخدام نفس الجهاز للحصول على نتائج رائعة مع بضع دقائق من العمل ، دون إضافة أي أحبار أو إضافات خاصة أخرى.

باستخدام ماكينات ليزر، من الممكن أيضًا قص الورق الأبيض دون التأثير “المحترق” على طول حافة القطع، حتى على الأشكال المعقدة للغاية.

الحفر بالليزر في البلاستيك و الميثاكريلات

ليزر مناسب للنقش و القطع على زجاج شبكي أو PMMA إلى الكمال، و كل ذلك بأعلى دقة ممكنة حتى على الأشكال المعقدة للغاية، و تكون حافة القطع دائمًا لامعة و لا تتطلب مزيدًا من التشطيب.

يمكن نقش و تشكيل مواد بلاستيكية مختلفة مثل: بولي أميد (PA)، بولي كربونات (PC)، ثنائي الفينيل متعدد الكلور، مايلر، بولي إيثيلين، بلاستيك مصفح، بولي إيثيلين (PE)، بولي بروبيلين (PP)، بولي أوكسي ميثيلين (POM)، بولي سلفون (PSU، PPSU )، بولي إيثر كيتون (نظرة خاطفة)، أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS)، بوليميد (PI)، بوليسترين (PS)، بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)، بوليستر (PES)، بولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، إلخ.

الحفر بالليزر ثاني أكسيد الكربون في الخشب

يعد نقش الخشب أحد أكثر التطبيقات استخدامًا لأنه يتعلق بعدد كبير من المنتجات، خاصة تلك التي تتضمن التخصيص. في الواقع، يمكن إجراء عمليات لا نهائية على مجموعة واسعة من الأخشاب اللينة أو الصلبة أو المطلية، و بالتالي على العديد من المنتجات: الأدوات الصناعية، و الألعاب، و الهدايا، و الهدايا التذكارية، و إكسسوارات الأثاث.

الإبداع هو الحد الوحيد عندما يتعلق الأمر بالخشب و الخشب الرقائقي.

الأقمشة و الجلود

من بين المواد و الأشياء المختلفة التي يمكن معالجتها بالليزر، نجد بالتأكيد: جلد طبيعي، جلد سويدي، جلد سويدي، جلد نوبوك، جلد صناعي، ألكانتارا، أساور، أحزمة، أحذية، حقائب يد، محافظ، حامل مستندات، ملابس، إكسسوارات، مواد ترويجية، مكتب Arttilo da.

تتيح لك قص وحفر عدد كبير من الأقمشة بسرعة فائقة و سهولة. بفضل النقش بالليزر، من الممكن إعطاء المواد تأثير ملموس عالي الجودة و يوفر إمكانيات معالجة لا حصر لها، بما في ذلك نقش اللباد و قطع الأشكال الأصلية على البوليستر و الحرير.

أنواع الأقمشة المناسبة للمعالجة بالليزر هي على سبيل المثال: قطن، لباد، حرير، كتان، دانتيل، بوليستر، صوف، سوفتشيل، دينيم، نايلون، ساتان، كيفلر، فينيل، دينيم، ميكروفايبر، ألكانتارا، نيوبرين، إلخ.

الحفر في زجاج

لم يكن نقش الزجاج بهذه السهولة و الفورية من قبل، مع النتائج غير عادية، الملحق الدوار ليس ضروريًا دائمًا لتخصيص أغراضك!

أكواب، زجاجات، أباريق، أطباق، سيراميك، أكواب، أكواب نبيذ، نوافذ، مكونات أثاث، إلخ.

الحفر في الحجر و الرخام

نتائج مفاجئة على مواد مثل الصواني، و البلاط، و الرخام، و الجوائز، و الصخور…

من خلال النقش بالليزر الحصول على نتائج فوتوغرافية بتفاصيل عالية جدًا عن هذه المواد، و جعلها قطعًا فريدة من نوعها، و هناك أيضًا دهانات خاصة للحجر و الرخام في السوق، و التي تجعل أيضًا نقوشك ملونة بشكل دائم.

الحفر في المعادن المطلية و الألمنيوم المؤكسد

يسمح لك ليزر C02 بالعمل بسهولة على هذه المواد، و إزالة الطلاء بأكسيد الألومنيوم بشكل فعال على أشياء مختلفة، مثل: لوحات التعريف، و علامات الحيوانات الأليفة، و الأدوات، و المكونات الإلكترونية و الكمبيوتر، و فتاحات الزجاجات، و اللافتات الداخلية و الخارجية.

كيفية تهيئة لوحة الأم RAMPS 1.4 لليزر من هنا.

جميع الروابط:

يمكن تحميل البرنامج الثابت (firmware) لـ Arduino و Ramps 1.4 من هنا.

البرنامج الأصلي للتعديل عليه رغب إحتياجاتك الرابط من هنا.

رابط شراء الآلة من هنا.

و أخيرا إن أعجبتك هذه المقالة عن ليزر أترك لنا رأيك في التعليقات و لا تنسا الإشتراك في قناتنا على اليوتيوب رابط القناة من هنا, و شكرا لكم و إلى اللقاء.