porównanie lasera co2 i lasera fibrowego

Laser CO2 kontra Laser światłowodowy.

Pierwsze lasery Co2 były stosowane przy obróbce metali już w latach 80-tych jednak z upływem czasu inżynierowie i naukowcy w tej dziedzinie nie stali w miejscu. Co prawda technologia laserów światłowododowych miała swoje pocżątki w latach 70-tych to rozwój tej dziedziny trwał ponad dwie dekady.
Początkowo lasery fibrowe (światłowodowe) miały moc kilku mW co nie pozwalało na zastosowania w przemyśle stalowym. Dopiero w roku 2000 roku powstał pierwszy laser fibrowy o mocy 100W, a w kolejnej dekadzie technologia ewaluowała i moc laserów światłowodowych (diodowych) wzrosła do 20kW.
Narodziła się nowa era laserów w przemyśle metalowym.

Technologia lasera światłowodowego jest uważana za przełomową i “rewolucyjną” ponieważ wpłynęła na cały sektor produkcji i obróbki metali. W zaledwie 5 lat lasery fibrowe osiągnęły próg cięcia o mocy 4kW, co w przypadku laserów CO2 trwało prawie 4 razy dłużej. Po dziesięciu latach lasery światłowodowe osiągnęły zakres mocy od 10kW do 12kW, gdzie dla laserów CO2 nigdy się to nie udało.  W kolejnych latach lasery światłowodowe osiągnęły mocy przekraczającą 20 kW są w wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu od wielu lat w innych zastosowaniach niż cięcie blach.

Zalety technologii lasera światłowodowego

Podstawowe zalety cięcia płaskich blach za pomocą technologii lasera światłowodowego wynikają z monolitycznej konfiguracji półprzewodnikowej Fibre-to-Fiber, która nie wymaga konserwacji i zapewnia niższy koszt eksploatacji niż w przypadku porównywalnych laserów CO2.
Własności wiązki lasera zapewniają także znacznie szybsze skrawanie niż w przypadku laserów CO2, co omówimy poniżej.
Skoncentrowana wiązka nawet lasera światłowodowego o mocy 2kW wykazuje 5-krotnie większą gęstość mocy w punkcie ogniskowym niż w przypadku lasera CO2 o mocy 4kW. Charakteryzuje się również 2,5-krotnie większą charakterystyką absorpcji dzięki krótszej długości fali lasera światłowodowego. Większa absorpcja długości fali światłowodu i wyższa gęstość mocy stworzona przez skupioną wiązkę łączą się, aby osiągnąć do pięciu razy większy wzrost szybkości cięcia w materiałach o grubości poniżej 6 mm.

porównanie test lasera co2 i światłowodowego do cięcia stali

co2 kontra fiber

Zalety wyższych prędkości uzyskujemy również, gdy stosowany jest azot jako gaz pomocniczy, ponieważ stopiony materiał jest natychmiast usuwany z szczeliny powstałej na skutek skrawania. Im wyższa jest gęstość mocy wiązki laserowej, tym szybciej materiał jest doprowadzany do stanu stopionego, tym szybszy jest posuw. Wyższa prędkość cięcia laserów światłowodowych znacząco obniża koszty obróbki.

Efektywne wykorzystanie korzyści wynikających z dużej mocy laserów światłowodowych wymaga starannego planowania i zarządzania wszystkimi procesami. Do czterech razy większa przepustowość i niższy koszt obróbki, który wynosi ponad połowę tego co umożliwia lasera CO2, zatem zyski finansowe mogą się podwoić. Rezultatem będą niższe koszty jednostkowe pojednynczych elementów, wyższe marże zysku i krótszy zwrot z inwestycji. Nie zapominajmy o dodatkowej korzyści zwiększonej wydajności maszyny, ponieważ możesz przetwarzać dwa razy więcej materiału w tym samym czasie zapewniając możliwość podjęcia dodatkowych zleceń w celu dalszego zwiększenia przychodów ze sprzedaży i tym samym zysków przedsiębiorstwa.

Laser światłowodowy może ciąć miedź, mosiądz i aluminium o wiele lepiej, szybciej i bezpieczniej niż CO2, ponieważ wiązka jest łatwiej absorbowana i nie odbija światła. Koszty eksploatacji lasera światłowodowego stanowią zazwyczaj połowę tego, co może zaoferować system CO2 ze względu na niższe zużycie energii elektrycznej i wysoką sprawność elektryczną laserów światłowodowych.

Istnieje wiele aspektów, które świadczą o zaletach lasera światłowodowego:

Laser światłowodowy o dużej mocy jest w stanie skrócić do 5 razy szybciej niż konwencjonalny laser CO2 i wykorzystuje połowę kosztów operacyjnych.
Lasery światłowodowe nie potrzebują żadnego czasu rozgrzewania – zwykle około 10 minut na uruchomienie lasera CO2 dużej mocy.
Laser światłowodowy nie wymaga konserwacji wiązki, takiej jak czyszczenie lustra lub soczewki i kalibracji wiązki. Może zużywać kolejne 4 lub 5 godzin tygodniowo na laser CO2.
Lasery światłowodowe mają w pełni uszczelnioną ścieżkę światłowodową zarówno przy źródle jak i przy transporcie wiązki lasera do głowicy tnącej. Ścieżka wiązki nie jest narażona na zanieczyszczenia jak ma to miejsce w przypadku laserów CO2.
Transport wiązki z generatora do głowicy tnącej utrzymuje spójne centrowanie światła lasera. Ponieważ integralność wiązki światłowodowej pozostaje stała podobnie jak parametry cięcia wymaga znacznie mniej regulacji niż laser CO2.

Podsumowanie:
Koszty zakupu, koszty eksploatacji i obsługi laserów fibrowych są znacząco niższe niż przy laserach Co2. Tak samo wydajność lasera światłowodowego (diodowego) jest ponad dwukrotnie wyższa. Prosty bilans przy zestawieniu obu technologii mówi w prost… zwycięzcą jest Laser Światłowodowy

Data dodania: 03.12.2018r.