Vláknové nebo CO₂ laserové řezačky: který se hodí?

V průmyslové výrobě a výrobě technologie řezání laseru revolucionizovala způsob, jakým zpracováváme materiály. Ať už řezáte kovy, plasty nebo jiné materiály, výběr správného řezacího stroje laseru je zásadní pro účinnost, přesnost a efektivitu nákladové efektivity. Dvě z nejvýznamnějších laserových technologií, které jsou dnes dostupné, jsou laserové a laserové řezací stroje. Každý z nich má své jedinečné výhody a je vhodný pro různé aplikace. Tento blog prozkoumá rozdíly mezi těmito dvěma technologiemi a provede vás při výběru toho správného pro vaše potřeby.

Pochopení laserových a laserových řezacích strojů s laserem

Co je řezání laserového vlákna?

Stráhání laserových laserových vláken využívají laserový zdroj s pevným stavem, který generuje paprsek přes optická vlákna. Vyrobený laserový paprsek je vysoce koncentrovaný a může být nasměrován přesně, takže je ideální pro řezání kovů a dalších tvrdých materiálů. Lasery vláken jsou známé svou účinností, rychlostí a nízkými požadavky na údržbu.

Princip provozu řezání laseru vlákna

● Lasingové médium: Jádro optického vlákna je dotováno prvky vzácné země, které slouží jako lasingové médium. Mezi běžné dopanty patří ytterbium, erbium a neodymium.

● Zdroj čerpadla: Diody s vysokým výkonem se obvykle používají k čerpání vlákna a vstřikují energii, která vzrušuje atomy dopantu.

● Laserová akce: Když se atomy excitované dopanty vrátí do svého stavu nižší energie, emitují fotony. Tyto fotony jsou omezeny v optickém vláknu a vytvářejí laserový paprsek.

● Optické vlákno: samotné vlákno vede světlo a zvyšuje interakci mezi světlem a atomy dopant, což vede k efektivnímu zesílení světla.

Výhody laserů vlákna

● Vysoká účinnost: vláknité lasery mají velmi vysokou optickou účinnost, často přesahující 30%, což snižuje spotřebu energie.

● Vynikající kvalita paprsku: Vytvářejí vysoce kvalitní, pevně zaostřený paprsek, který umožňuje přesné řezání a označení.

● Kompaktní a robustní: vláknité lasery jsou kompaktní a mají design pevného stavu, díky čemuž jsou odolné a méně náchylné k nesprávnému vyrovnání.

● Nízká údržba: Vyžadují minimální údržbu ve srovnání s jinými typy laserů kvůli absenci pohyblivých částí.

● Vysoký výkon: Schopnost poskytovat vysoké úrovně výkonu vhodné pro průmyslové aplikace.

Nevýhody

● Vysoké počáteční náklady: Fiber lasery mohou být zpočátku dražší ve srovnání s jinými typy laserů, i když jejich efektivita a nízké náklady na údržbu to mohou v průběhu času vyrovnat.

● Složité požadavky na chlazení: Lasery s vysokým výkonem vyžadují efektivní chladicí systémy pro řízení tepla generovaného během provozu.

Co je řezání laseru?

Na druhé straně řezací stroje Co₂ laserové řezání používají směs plynu (především oxid uhličitý) excitovaný elektřinou k výrobě laserového paprsku. Tento paprsek je schopen řezat širokou škálu materiálů, včetně kovů i nevolů. Co₂ lasery jsou všestranné a jsou zvláště vhodné pro aplikace zahrnující silnější materiály nebo rozmanitý rozsah řezných úkolů.

Princip provozu CO₂ laserového řezání

● Lasingové médium: Primárním lasingovým médiem je plyn pro oxid uhličitý, obvykle smíchaný s dusíkem, vodíkem a heliem.

● Excitace: Elektrická energie se používá k exciaci molekul plynu dusíku, které pak přenášejí energii do molekul CO2.

● Emise fotonu: Když se molekuly CO2 vrátí do stavu nižší energie, emitují fotony v infračerveném spektru, obvykle na vlnové délce 10,6 mikrometrů (µm).

Výhody laserů CO2

● Vysoká účinnost: lasery CO2 mají vysokou účinnost a přeměňují významnou část vstupní energie na laserové světlo.

● Vysoký výkon: Mohou produkovat vysokou úroveň výkonu, což je činí vhodnými pro průmyslové aplikace.

● Všestrannost: může řezat, vyryté a označit širokou škálu materiálů.

● nákladově efektivní: jsou relativně levné provozovat a udržovat ve srovnání s jinými typy laserů.

Nevýhody

● Velká velikost: obvykle větší než jiné typy laserů, vyžadující více prostoru.

● Infračervená vlnová délka: Infračervené světlo je absorbováno sklem a nemůže skrz něj projít, což omezuje některé aplikace.

Jaké jsou rozdíly mezi laserem vlákna a CO2?

1.. Zdroj laseru a vlnová délka

CO2 laser:

Zdroj: jako lasingové médium používá plynovou směs primárně oxidu uhličitého (CO2).

Vlnová délka: Emituje světlo na infračervené vlnové délce kolem 10,6 mikrometrů (µm).

Vlákno laser:

Zdroj: Používá jako lasingové médium dopované optické vlákno s prvky vzácné země, jako je ytterbium nebo erbium.

Vlnová délka: Obvykle emituje světlo v rozsahu blízkého infraálu, přibližně 1,06 mikrometrů (µm) pro vlákna dopovaná ytterbium.

2. kvalita paprsku

CO2 laser:

Kvalita paprsku: Obecně má ve srovnání s lasery vláken nižší kvalitu paprsku (vyšší hodnota m²). To znamená, že paprsek je méně soustředěný a může vést k širším řezům.

Velikost místa: Větší velikost botu může omezit přesnost podrobné práce.

Vlákno laser:

Kvalita paprsku: Vynikající kvalita paprsku s nízkou hodnotou m², což vede k menšímu, více zaměřenému paprsku.

Velikost místa: menší velikost botu, umožňuje jemnější, přesnější řezy a rytiny.

3. Rychlost a efektivita řezání

CO2 laser:

Rychlost řezání: Pomalejší řezné rychlosti ve srovnání s vláknovými lasery, zejména na tenkých materiálech.

Účinnost: nižší účinnost (obvykle kolem 10-20%), což znamená, že k dosažení stejného výkonu jako lasery vlákna je zapotřebí více elektrické energie.

Vlákno laser:

Rychlost řezu: Rychlejší řezné rychlosti, zejména na tenkých kovech, z nich činí ideální pro vysoce výkonné aplikace.

Účinnost: Vyšší účinnost (obvykle 25-30% nebo více), což promítá ke snížení spotřeby energie a provozních nákladů.

4. kompatibilita materiálu

CO2 laser:

Materiály: Vynikající pro nekovové materiály, jako je dřevo, akrylové, plasty, sklo, textilie a kůže. Může také snížit kovy, ale s omezeními.

Řezání kovů: Vyžaduje více energie a často doplňkové plyny, jako je kyslík, aby kovy efektivně řezaly kovy.

Vlákno laser:

Materiály: Primárně používané pro kovy, včetně nerezové oceli, hliníku, mosazi a mědi. Může také řezat některé nekovy, ale je méně účinné na materiálech, jako je dřevo a sklo.

Řezání kovů: Vysoce efektivní při řezání kovů bez potřeby dalších plynů, i když je lze použít ke zvýšení procesu.

5. Údržba a trvanlivost

CO2 laser:

Údržba: Vyšší požadavky na údržbu v důsledku potřeby udržovat průtok plynu, nahradit optiku a zarovnat laserovou cestu.

Trvanlivost: Komponenty jako zrcadla a čočky jsou náchylnější k opotřebení a kontaminaci, vyžadující pravidelné čištění a výměnu.

Vlákno laser:

Údržba: Nízká údržba v důsledku návrhu pevného stavu a žádné pohyblivé části v dráze paprsku.

Trvanlivost: Velmi robustní s dlouhým provozním životem, obvykle vyžadující minimální údržbu.

6. Velikost a integrace

CO2 laser:

Velikost: Obvykle větší a objemnější kvůli potřebě dodávky plynu a větší optice.

Integrace: Vyžaduje více prostoru a infrastruktury, jako jsou systémy manipulace s plynem.

Vlákno laser:

Velikost: Kompaktnější a snadnější integraci do stávajících systémů, ideální pro aplikace vyžadující menší stopu.

Integrace: Snadnější začlenit do automatizovaných systémů a robotiky díky flexibilnímu systému dodávání vláken.

7. Aplikace

CO2 laser: běžně se používá při řezání, gravírování a označování nekovových materiálů. Používá se také v lékařských postupech a vědeckém výzkumu.

Vláknitý laser: Upřednostňován pro vysoce přesné řezání kovů, svařování, značení a gravírování. Široce se používá ve výrobě, telekomunikacích a lékařských oborech.

Funkce	CO2 laser	Vlákno laser
Lasingové médium	Oxid uhličitý	Dopované optické vlákno
Vlnová délka	~ 10,6 µm (infračervené)	~ 1,06 µm (téměř infračervená)
Kvalita paprsku	Nižší kvalita paprsku	Vysoká kvalita paprsku
Řezná rychlost	Pomalejší, zejména na tenkých materiálech	Rychleji, zejména na kovech
Účinnost	10-20%	25-30% nebo vyšší
Materiální schopnost	Nejlepší pro nekovy, může řezat kovy	Nejlepší pro kovy, omezené použití nekovoru
Údržba	Vyšší, časté zarovnání a čištění	Nižší, minimální údržba
Počáteční náklady	Spodní	Vyšší
Provozní náklady	Vyšší	Spodní
Velikost	Větší a objemnější	Kompaktnější
Aplikace	Non-kovové řezání, gravírování, lékařské	Řezání kovů, značení, svařování

Jak si vybrat ten pravý řezací stroj laseru

1. Posouďte své materiální potřeby

Zvažte typy materiálů, které plánujete nejčastěji snížit. Pokud je vaše primární zaměření na kovy, zejména tenké kovy, je laserem vlákna pravděpodobně lepší volbou. U nekovových materiálů nebo širší rozmanitosti řezacích aplikací může být vhodnější laser Co₂.

2. Vyhodnoťte požadavky na řeznou rychlost a tloušťku

Určete typickou tloušťku materiálů, se kterými budete pracovat. Vláknité lasery vynikají při vysokorychlostním řezání tenkých kovů, zatímco lasery CO₂ jsou lepší pro silnější materiály a nekovy.

3. zvažte přesnost a kvalitu hrany

Pokud vaše projekty vyžadují vysokou přesnost a jemné hrany, zejména na kovech, je laser vlákna způsob, jak jít. Pro obecné řezání, kde je prioritou kvalita okraje na nekoválech, bude stačit laser Co₂.

4. Analyzujte náklady a efektivitu

Vyhodnoťte jak počáteční investici, tak dlouhodobé provozní náklady. Vláknité lasery mají vyšší počáteční náklady, ale nabízejí nižší náklady na běh a rychlejší návratnost investic pro aplikace pro řezání kovů. Co₂ lasery, s nižšími počátečními náklady, poskytují nákladově efektivní řešení pro rozmanité zpracování materiálu.

5. Pochopte údržbu a provozní faktory

Zvažte požadavky na údržbu a provozní složitost každého stroje. Vláknové lasery obvykle vyžadují menší údržbu, snížení prostojů a provozních přerušení ve srovnání s lasery CO₂.

6. Podívejte se na aplikace a fit průmyslu

Přiřaďte technologii řezání laseru vašim konkrétním potřebám průmyslu. Lasery vláken jsou upřednostňovány v průmyslových odvětvích vyžadujících vysoce přesné kovové práce, zatímco lasery CO₂ jsou všestranné pro řadu materiálů a aplikací.

Shrnutí

Zvažte lasery vlákna, pokud:

Primárně pracujete s kovy, včetně reflexních.

Potřebujete vysokorychlostní řez pro tenké materiály.

Pro vaše podnikání jsou rozhodující nízké údržby a dlouhodobé provozní náklady.

Vyžadujete vysokou přesnost a minimální deformaci materiálu.

Zvažte lasery CO2, pokud:

Pracujete s různými materiály, včetně nekolů.

Musíte řezat silnější materiály nebo vyryté a označit různé substráty.

Nižší počáteční náklady jsou významným faktorem pro váš rozpočet.

Zaměřujete se na všestrannost a flexibilitu materiálu.

Závěr

Výběr mezi vlákny a laserovým řezacím strojům CO2 závisí na vašich specifických potřebách, na materiálech, se kterými pracujete, a na vašich rozpočtových úvahách. Obě technologie nabízejí jedinečné výhody, které mohou zlepšit vaše výrobní schopnosti. Pochopením rozdílů si můžete vybrat stroj, který nejlépe vyhovuje vašim obchodním požadavkům a zajistit efektivní a vysoce kvalitní řezání pro nadcházející roky.

Podrobnější informace a pokyny pro výběr správného stroje laseru pro vaše potřeby, neváhejte nás kontaktovat v Harsle. Jsme tu, abychom vám pomohli najít perfektní řešení pro vaše řezné potřeby.