تطبيق آلة القطع بالليزر المعدنية في قطع الألومنيوم
تتمثل ميزة القطع بالليزر في أنه يمكنه معالجة رقائق الألومنيوم بسرعة ودقة إلى أشكال مختلفة. هذه الميزة التكنولوجية تجعل معدات القطع بالليزر جذابة للعديد من شركات الطيران بمجرد تسويقها تجاريًا. في سبعينيات القرن العشرين، قامت الشركات المصنعة الكبرى بتقييم تكنولوجيا القطع بالليزر، ووجدت أن الضرر الذي يلحق بخصائص الكلال للأجزاء الناجم عن الشقوق الصغيرة الناتجة عن المعالجة بالليزر غير مسموح به. إن الزيادة المحتملة في الوزن تضر بمصالح الصناعة التحويلية، مما يجعل تكنولوجيا القطع بالليزر على الرف من قبل الشركات المصنعة لهياكل الطائرات الكبرى.
يتم تصنيع الأجزاء الدوارة وناقل الحركة من قضبان معدنية كبيرة. ويحتوي جسم الطائرة أيضًا على بعض الأجزاء التي تستخدم مواد مزورة، ولكن معظم أجزاء جسم الطائرة مصنوعة من صفائح الألومنيوم. تقليديا، يتم استخدام سبائك الألومنيوم القائمة على الزنك سلسلة 7000 للمعالجة، لأن السبيكة لديها قوة ثابتة جيدة وقوة التعب. على الرغم من أن مواد الألومنيوم سلسلة 7000 مناسبة جدًا لتطبيقات الفضاء الجوي، إلا أنها ليست مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة. يمكن أن يؤدي التسخين السريع، مثل عمليات اللحام والقطع بالليزر، إلى حدوث شقوق صغيرة. الشقوق الصغيرة تؤدي إلى انخفاض في قوة التعب. اللحام والقطع بالليزر هما عمليتان تنتجان شقوقًا صغيرة مستحثة حرارياً.
مراقبة الجودة والمعالجة أمر بالغ الأهمية. يجب التحكم في أي عملية تجلب عوامل غير مؤكدة للمعالجة أو إزالتها بشكل مباشر. في الماضي، جلب القطع بالليزر تحديات كبيرة لمراقبة الجودة والاتساق بين دفعات الإنتاج المختلفة.
في نظام القطع بالليزر الحالي، تم تحسين قيود القطع بالليزر في تطبيقات الطيران. تتضمن هذه القيود أداء التعب وانخفاض اتساق عملية التصنيع. الآن، نجح نظام الليزر في تقليل حجم المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) والشقوق الصغيرة المقابلة لها بشكل كبير. في عملية القطع بالليزر، يمكن للفنيين التحكم بالفعل في معلمات القطع، واستخدام برنامج الآلة الحاسبة لإجراء عمليات تكرار دقيقة. هذه التطورات التكنولوجية تجعل الناس يعيدون التفكير فيما إذا كان القطع بالليزر مناسبًا لإنتاج هياكل جسم الطائرة. هيكل جسم الطائرة مصنوع بشكل رئيسي من مادة الألومنيوم سلسلة 7000.
يحدث كسر التعب عادة في الأماكن التي يتركز فيها الإجهاد، مثل حواف الأجزاء، أو التغيرات في الهندسة، أو المفاصل. هناك العديد من الطرق المختلفة لربط أجزاء جسم الطائرة المصنوعة من الصفائح المعدنية، وتحدث معظم شقوق التعب في المفاصل. إذا لم يتم استخدام الليزر لقطع الثقوب الصغيرة في المفصل، فسيتم استخدام الليزر بشكل أساسي لقطع حافة الجزء. بالنسبة للتأثيرات الأخرى، يمكن استخدام موضع الاتصال الأكثر ضعفًا لتوضيح أنه بالمقارنة مع الاتصال، فإن الشقوق الصغيرة الناتجة عن القطع بالليزر ليست موقع الضرر الرئيسي. بهذه الطريقة، يمكننا أن نستنتج أنه إذا كان من المحتمل أن ينكسر جزء ما عند المفصل، فإن تقنية القطع بالليزر لن تؤدي إلى مزيد من الضرر لخصائص التعب للجزء.
يمكن لعملية القطع بالليزر معالجة الأجزاء الثابتة بشكل أسرع، وهي أكثر كفاءة من المعالجة التقليدية. ومن المتوقع أن تقلل تكنولوجيا الليزر من وقت المعالجة وتكاليف الإنتاج. لفترة طويلة، في معالجة ألواح الألومنيوم من سلسلة 7000، لم يتم الاستفادة من مزايا الليزر بسبب انخفاض أداء الكلال. في الآونة الأخيرة، سمحت الابتكارات في أنظمة الليزر للناس بإعادة تقييم مزايا قطع الألومنيوم بالليزر للطيران. أظهرت الاختبارات الأولية إمكانات تكنولوجيا الليزر في معالجة هياكل الطائرات. لا ينبغي لأنظمة هيكل الطائرة المستقبلية والتصميمات الحالية أن تستبعد إمكانية تطبيق أشعة الليزر في نظام هيكل الطائرة هذا بناءً على الخبرة السابقة. يجب أن نحافظ على موقف منفتح لتحليل المواقف المختلفة لتحديد ما إذا كانت تكنولوجيا الليزر يمكن أن تحقق فوائد للمنتج
