Technologia CO2 a technologia lasera światłowodowego: kompletny przewodnik

Czym jest laser światłowodowy?

Technologia lasera światłowodowego to laser półprzewodnikowy, który upłynnia i przebija metale. Jest to jedna z najpopularniejszych metod cięcia blach. W większości przypadków laser tnie stal miękką, stal nierdzewną i inne metale nieżelazne. Lasery światłowodowe charakteryzują się dużą mocą, która pozwala im ciąć metale o grubości ponad 100 mm.

Ponieważ zapewnia szybkość, jakość i wydajność, wycinarki laserowe światłowodowe Zdobyły one duże zainteresowanie i uznanie w znaczących sektorach i gałęziach przemysłu. Skomputeryzowane systemy sterowania w laserach światłowodowych zapewnią większą precyzję i dokładność pracy. Cena wycinarek laserowych tego typu jest często wyższa niż innych typów wycinarek laserowych.

Czym jest laser CO2?

Cięcie laserem CO2 to technika cięcia arkuszy metalu, wykorzystująca laser gazowy zasilany energią elektryczną. Laser może ciąć blachy, w tym aluminium, stal i stal nierdzewną. Poziom mocy i kontroli, jakie oferują lasery CO2, jest imponujący, a lasery te charakteryzują się dużą dokładnością i precyzją. Ich unikalny system sterowania wyróżnia je na tle innych technologii laserowych.

Jedną z ich najatrakcyjniejszych cech jest możliwość zastosowania laserów CO2 do szerokiej gamy podłoży. W pewnych warunkach mogą one pracować zarówno z substancjami nieorganicznymi, jak i metalicznymi. Proces cięcia laserem CO2 polega głównie na wysyłaniu podczerwonej wiązki laserowej o wysokiej intensywności przez dyszę. Lasery te wymagają kombinacji różnych gazów do wytworzenia wiązki laserowej.

Jak działa laser światłowodowy?

Lasery światłowodowe działają poprzez wytwarzanie silnej wiązki laserowej za pomocą promieniowania stymulowanego. W laserach światłowodowych stosuje się zestaw diod, które formują wiązkę, skupianą za pomocą sieci światłowodowej.Następnie elementy optyczne wewnątrz kabla są wykorzystywane do tworzenia i wzmacniania określonej długości fali. Bezpośrednio po zabiegu wiązka laserowa jest manipulowana, co pozwala jej na cięcie.

Jeśli nadal uważasz to za skomplikowane i trudne do zrozumienia, przyjrzyjmy się bardziej kompleksowemu procesowi krok po kroku. Ten przewodnik krok po kroku pomoże Ci lepiej zrozumieć działanie laserów światłowodowych.

1. Przed rozpoczęciem procedury, energia elektryczna zostanie przekształcona w fotony przez diody laserowe, a następnie urządzenie prześle te fotony do światłowodu. Proces rozpoczyna się, gdy dwa półprzewodniki wykorzystywane przez diody (ładunki dodatnie i ujemne) zetkną się ze sobą. Emitują one fotony w postaci swobodnych elektronów. Wraz ze wzrostem mocy, tempo wzrasta, wtłaczając więcej światła do światłowodu.
2. Po skierowaniu do światłowodu i przeniesieniu go dalej, światło musi kontynuować podróż po jednej trasie, aby uzyskać intensywną wiązkę laserową. Ta ścieżka musi pozostać niezmienna. Z drugiej strony, światło nie porusza się liniowo; dlatego, aby sprostać temu wyzwaniu, światłowody składają się z dwóch części: „rdzenia” i „płaszcza”. Płaszcz to termin używany do opisania materiału użytego w rdzeniu, czyli obszaru, przez który przechodzi światło. Podczas podróży światło napotyka płaszcz i odbija się z powrotem do rdzenia. Dzieje się tak, ponieważ płaszcz zapewnia odbicie wewnętrzne, które utrzymuje światło wewnątrz środka konstrukcji i zachęca je do kontynuowania swojej trajektorii.
3. Kiedy światło w końcu dotrze do końca swojej podróży przez światłowody, wejdzie do wnęki laserowej. W tym obszarze światło będzie miało tylko określoną długość fali. Ze względu na obecność pierwiastków ziem rzadkich, obecne włókna światłowodowe są domieszkowane, ponieważ otaczające je pierwiastki. Kiedy te cząsteczki domieszkowanego włókna stykają się ze światłem, elektrony otrzymują wzrost poziomu energii. Gdy ostatecznie wracają do swojego stanu początkowego, uwalniają fotony, często nazywane światłem. Wnęka laserowa działa jak rezonator, czyli urządzenie, które powoduje, że światło odbija się tam i z powrotem między dwoma punktami. Ta procedura zwiększa światło, emitując „laser”.
4. Należy pamiętać, że uzyskana długość fali będzie się różnić w zależności od pierwiastka domieszkującego zastosowanego we wnęce lasera. Ze względu na wiele różnych pierwiastków domieszkujących, długość fali będzie się różnić w różny sposób. Te długości fal o różnej długości są wykorzystywane w wielu typach zadań. Dlatego dokładne zrozumienie konkretnej generowanej długości fali ma ogromne znaczenie.
5. Po zakończeniu procesu fotony opuszczające wnękę rezonansową generują wiązkę laserową, która jest idealnie prosta dzięki światłowodowi wbudowanemu w światłowody. Następnie, kształt lasera jest projektowany z wykorzystaniem różnych komponentów, w zależności od preferencji klienta. Większość laserów światłowodowych ma soczewkę o ogniskowej 254 milimetrów. Umożliwia to użytkownikowi cięcie laserowe, prawdopodobnie dzięki krótkiej ogniskowej, która koncentruje więcej energii na mniejszym obszarze. Podobnie, połączenie wielu różnych elementów konstrukcyjnych determinuje kształt lasera.

Jak działa laser CO2?

Wycinarka laserowa CO2 generuje światło, gdy prąd elektryczny jest przesyłany przez rurę wypełnioną gazem, która ma lustra na obu końcach. Podczas zabiegu jedno z luster odbija światło, a drugie przepuszcza część światła. Te dwa lustra kierują wiązkę lasera tak, aby mogła ona przeciąć materiał. Proces cięcia laserem CO2 składa się z dwóch następujących etapów:

1. Gdy prąd elektryczny przepływa przez rurę, na jednym końcu znajduje się lustro odbijające, a na drugim lustro częściowo odbijające. Światło odbija się w obu kierunkach, poruszając się w górę i w dół wewnątrz rury. Efektem tego ruchu jest wzmocnienie natężenia światła podczas jego przemieszczania się w dół rury. W wyniku tego jednostajnego ruchu światło narasta do punktu, w którym może przeniknąć przez lustro częściowo odbijające. Światło odbija się od jednego lustra do drugiego, aż dotrze do ostatniego lustra w głowicy lasera. To lustro kieruje wiązkę lasera w kierunku ogniskowej i materiału.
2. Po osiągnięciu tego etapu, kontrola nad laserem jest niezwykle istotna, ponieważ jest on już w pełni rozwinięty. Dlatego, aby ułatwić Ci pracę, przedstawimy technologię znaną jako CNC, czyli komputerowe sterowanie numeryczne. Ta innowacja umożliwia przesuwanie głowicy lasera CO2 w różnych kierunkach, co daje Ci większą elastyczność pracy. Podczas korzystania z wiązki laserowej możesz teraz poruszać się, aby grawerować na różne sposoby, wykorzystując różne technologie i soczewki lustrzane, bez wpływu na dokładność i precyzję procesu. Ponadto, nie ma żadnych problemów ani ograniczeń związanych z używaniem sprzętu do tworzenia precyzyjnych grawerunków.

Jaka jest główna różnica między laserem światłowodowym a laserem CO2?

Laser CO2 jest znany od wielu dekad. Jednak dzięki ciągłemu rozwojowi jest obecnie wykorzystywany przez wiele firm i organizacji.

Jednak biorąc pod uwagę, że nowe technologie, takie jak laser światłowodowy, są już na horyzoncie, wybór odpowiedniej opcji może być trudny. Nie martw się – przygotowaliśmy zestawienie wszystkich kluczowych różnic między tymi dwiema opcjami, abyś mógł podjąć świadomą decyzję.

Pobór energii

Oba te urządzenia różnią się znacząco pod względem zużycia energii. Lasery CO2 mogą osiągać nawet 20% współczynnik konwersji fotoelektrycznej. Dlatego, aby uruchomić laser o mocy 50 W, potrzebny będzie zasilacz o mocy 500 W, co zwiększy całkowite koszty operacyjne.

Biorąc pod uwagę ilość zużywanej energii, lasery światłowodowe są o wiele wydajniejsze. Zasilacz do sprzętu z laserem światłowodowym o mocy 50 W musi mieć moc od 100 do 200 W. Bezpośrednim efektem jest zmniejszenie o połowę wydatków związanych z eksploatacją sprzętu laserowego.

Długość fali

Oba te rodzaje laserów charakteryzują się unikalną długością fali, co czyni je użytecznymi w wielu zastosowaniach. Dzięki krótszej długości fali, wynoszącej 1.04 μm, laser światłowodowy może przeciąć niemal każdy materiał.

Jednak długość fali lasera CO2 jest o wiele większa i wynosi 10.6 μm, co ogranicza rodzaje materiałów, które można nim ciąć. Mimo że rozwiązanie tego problemu mogłoby stanowić urządzenie wykorzystujące laser CO2 o dużej mocy, prawdopodobnie wiązałoby się ono ze znacznie większymi kosztami.

Wydajność:

Ze względu na znaczne spowolnienia lasery CO2 nie są szczególnie skuteczne. Jednak biorąc pod uwagę niski koszt, ich skuteczność w warunkach domowych lub w małych firmach nie budzi wątpliwości.

Wypróbuj laser światłowodowy, jeśli szukasz czegoś szybkiego i wydajnego. Te lasery są znacznie mocniejsze i skuteczniejsze niż większość innych urządzeń laserowych. Dzieje się tak dzięki charakterystyce długości fali wiązki i większemu obszarowi skupienia.

Koszt i opłata za utrzymanie                     

W zależności od mocy i modelu, lasery światłowodowe i lasery CO2 mogą być drogie. Początkowa inwestycja w laser światłowodowy może być znacząca i wahać się od 50,000 1,000,000 do 2 2,000 10,000 dolarów. Z drugiej strony, ceny laserów COXNUMX wahają się od XNUMX XNUMX do XNUMX XNUMX dolarów. Ponadto koszty utrzymania urządzenia do cięcia CO2 są stosunkowo niższe niż w przypadku urządzeń laserowych Fiber.

A Przecinarka laserowa CO2 To doskonała opcja, jeśli chcesz kupić go do domu lub małej firmy. Załóżmy jednak, że chcesz kupić wycinarkę laserową do zastosowań przemysłowych lub produkcyjnych. W takim przypadku lasery światłowodowe to rodzaj laserów, który najprawdopodobniej okaże się dla Ciebie opłacalną inwestycją.

Jakie są zalety stosowania urządzeń do cięcia laserem światłowodowym i laserem CO2?

Teraz, gdy lepiej rozumiesz, jak działają te maszyny, powinieneś również znać ich zalety i wiedzieć, jak mogą Ci pomóc. Przygotowaliśmy listę korzyści płynących z wykorzystania laserów CO2 i laserów światłowodowych.

Korzyści z lasera światłowodowego

• Wysoka wydajność: Wiązka laserowa wytwarzana przez to urządzenie będzie miała najwyższą możliwą moc. Wiązkę tę można skupić, co pozwala na precyzyjne cięcie. Takie podejście ostatecznie znacznie skraca całkowity czas potrzebny na wykonanie cięcia.
• Niskie zużycie energii: Co zaskakujące, zużycie energii przez tę maszynę o dużej mocy jest stosunkowo niskie w porównaniu z poborem energii przez inne urządzenia laserowe. Moc zasilania tego urządzenia musi mieścić się w przedziale 150–200 W.
• Elastyczność: Ten sprzęt nie musi być używany wyłącznie w jednym miejscu. Możesz używać lasera, gdziekolwiek i kiedykolwiek Ci wygodnie. Może on przemieszczać się z jednej branży do drugiej bez żadnych trudności i wyzwań.
• Wysoka dokładność i precyzja: Osiągnięcie bardzo wysokiego poziomu dokładności i precyzji cięcia nie sprawi Ci problemu, jeśli skorzystasz z technologii komputerowego sterowania numerycznego. Ponadto, z pomocą tej maszyny będziesz mógł również spróbować grawerować na dowolnej powierzchni.
• Wszechstronny: To urządzenie może pracować z różnymi metalami w różnych zastosowaniach. Bez problemu przecina różne metale różnych typów. Dzięki wiązkom laserowym o wysokiej absorpcji, może przebić każdy metal odbijający światło.

Cięcie laserem CO2

• Wszechstronny: Urządzenia laserowe CO2 charakteryzują się również dużą wszechstronnością. Mogą ciąć znacznie szerszy zakres materiałów niż jakikolwiek inny laser. Laser CO2 może ciąć niemal każdy materiał niemetaliczny, a także niektóre rodzaje metalu.
• Głębsze cięcia: W przypadku konieczności przecinania grubych materiałów, laser CO2 jest dobrym rozwiązaniem. Lasery CO2 charakteryzują się krótszym czasem penetracji grubszych materiałów niż inne lasery. Mogą one bez problemu przecinać grube materiały.
• Lepsze wykończenie powierzchni: W porównaniu z laserem światłowodowym, lasery CO2 zapewniają o wiele bardziej nieskazitelne wykończenie powierzchni. Wykończenie powierzchni laserem CO2 jest o wiele bardziej nieskazitelne i praktyczne. W porównaniu z laserem światłowodowym, po zakończeniu cięcia pozostawiają ślad.
• Niski koszt nabycia: W porównaniu z zakupem lasera światłowodowego, koszt zakupu lasera CO2 jest znacznie niższy. Nowa maszyna CO2 kosztuje od 2,000 do 10,000 XNUMX dolarów, w zależności od modelu, co jest ponad dziesięciokrotnie tańsze niż urządzenie wykorzystujące technologię lasera światłowodowego.
• Niski koszt utrzymania: Koszty utrzymania urządzeń wykorzystujących lasery CO2 są niższe. Nie wymagają one bardzo intensywnej konserwacji. W rezultacie prowadzi to do oszczędności. Używane komponenty nie są trudno dostępne i nie są zbyt drogie. W przeciwieństwie do lasera światłowodowego, koszt komponentów może sięgać kilku tysięcy dolarów.

Jakie materiały można ciąć laserami CO2 i laserami światłowodowymi?

Ponieważ oba narzędzia mogą ciąć szeroką gamę materiałów, lista jest dość różnorodna. Laser CO2 może ciąć różne materiały, w tym metale i niemetale. Lasery światłowodowe mogą pracować ze wszystkimi rodzajami metali, jednak nie są zbyt skuteczne w przypadku materiałów niemetalicznych. Poniżej znajduje się lista i wyjaśnienie licznych materiałów, które można obrabiać przy użyciu technologii laserowej. 

Materiały do cięcia laserem CO2

W porównaniu z innymi rodzajami laserów i narzędzi tnących, lasery CO2 mają tę zaletę, że mogą pracować z o wiele szerszą gamą materiałów. Laser CO2 jest najskuteczniejszym rozwiązaniem do cięcia różnorodnych materiałów. Jednakże, ponieważ CO2 ma niższy współczynnik absorpcji niż inne rodzaje laserów, nie może on skutecznie pracować z szeroką gamą materiałów. metale odblaskowePoniżej znajduje się lista podstawowych substancji kompatybilnych z laserem CO2:

• Materiał
• Drewno
• Skóra
• Cegła
• marmur
• Włókno szklane
• Plastik
• Kauczuk

Materiały do cięcia laserem światłowodowym

Jak wspomniano wcześniej, cięcie blach to główna funkcja lasera światłowodowego. Dzięki zaawansowanej technologii, lasery światłowodowe mogą przecinać każdy metal, niezależnie od jego współczynnika odbicia. Jeśli chcesz ciąć metale, laser światłowodowy jest najskuteczniejszym narzędziem. Jest on szeroko stosowany w różnych sektorach przemysłu. Poniżej znajduje się lista materiałów, które można łatwo przeciąć laserem światłowodowym.

• Carbon Fiber
• Aluminium
• Wolfram
• Chrom
• Nikiel
• Złoto
• Srebrny
• Ze stali nierdzewnej

Prędkość skrawania: Która technologia tnie szybciej?

Laser światłowodowy przewyższa wszystkie inne dostępne na rynku urządzenia do cięcia laserowego pod względem szybkości cięcia. Jeśli chodzi o cięcie różnych materiałów, lasery światłowodowe są generalnie znacznie szybsze niż lasery CO2. Laser światłowodowy wykorzystuje wiązki o niezwykle dużej mocy, które mogą szybko przeciąć dowolny materiał bez straty czasu. Nawet jeśli oba urządzenia wykorzystują to samo źródło zasilania, lasery światłowodowe i tak będą od dwóch do czterech razy szybsze niż lasery CO2.

Zastosowanie lasera światłowodowego o dużej mocy pozwoliłoby również zmniejszyć wydatki operacyjne w danym okresie. Ponadto, laser światłowodowy nie wymaga okresu rozgrzewania, natomiast laser CO2 wymaga dziesięciominutowego bufora, aby wspomóc proces inicjalizacji urządzenia.

Jednak czynnik czasu CO2 sprawia, że są one lepsze w cięciu grubszych metali, takich jak materiały o grubości 5 mm. Podczas penetracji grubych metali, dłuższa długość fali jest lepsza niż standardowa krótka długość fali.

Jakość cięcia: która technologia jest lepsza?

W porównaniu z wykończeniem powierzchni uzyskiwanym za pomocą systemów laserów światłowodowych, systemy laserów CO2 zapewniają wyższą jakość wykończenia, co jest niemal niepodważalne. Im grubszy materiał, tym wyraźniej widać jego wykończenie. Wzdłuż cięcia laser światłowodowy pozostawia drobny ślad w postaci prążka. Lasery CO2 zachowują precyzję podczas cięcia różnych grubych i cienkich materiałów. Jednak dzięki ciągłym badaniom i rozwojowi, lasery światłowodowe w ostatnich latach znacząco poprawiły jakość cięcia.

Jeśli chodzi o jakość cięcia, nie ma wyjątków. Obie te technologie sprawdzają się doskonale w swoich rolach. Lasery światłowodowe idealnie nadają się do zastosowań w branży informatycznej, ponieważ oprócz cięcia, wymagają szerokiego zakresu dodatkowych funkcji, takich jak grawerowanie, rękodzieło i wiele innych. Jeśli pracujesz nad projektem, ale nie dysponujesz odpowiednimi środkami, CO2 jest dla Ciebie idealnym rozwiązaniem.

Która maszyna ma najwyższy koszt nabycia?

Wybierając odpowiednią technologię laserową, warto wziąć pod uwagę związane z nią koszty zakupu. Ze względu na znaczną różnicę w cenie między tymi dwiema opcjami, należy być świadomym tej różnicy. Początkowa inwestycja w laser światłowodowy jest dość znacząca. W zależności od modelu, cena waha się od około 50,000 1,000,000 do XNUMX XNUMX XNUMX dolarów..

Jednak ich koszty operacyjne są znacznie niższe niż koszty różnych innych technologii razem wziętych. Lasery CO2 stwarzają dokładnie odwrotną sytuację. Zakup urządzenia laserowego CO2 będzie Cię kosztował ułamek ceny lasera światłowodowego, od 2,000 do 10,000 XNUMX dolarów.

Czy laser światłowodowy jest lepszy niż CO2?

Nie ma prostej odpowiedzi, ponieważ obie opcje są odpowiednie w swoim kontekście. Obie służą temu samemu celowi, czyli „cięciu”, ale ich zastosowania są różne. Dlatego ocena ich przy użyciu tych samych parametrów jest praktycznie niemożliwa. Jednak analiza specyfikacji technicznych obu urządzeń wykazałaby, że laser światłowodowy jest znacznie bardziej zaawansowany niż laser CO2.

Wykorzystuje najnowocześniejszą technologię do cięcia materiałów, dzięki czemu jest znacznie skuteczniejszy niż lasery CO2. Kup laser światłowodowy, jeśli chcesz go używać w warunkach przemysłowych; kup laser CO2, jeśli zamierzasz go używać w domu lub małej firmie.

Rynek i trendy w zakresie maszyn do cięcia laserowego

W każdej dziedzinie przemysłu cięcie laserowe jest bardzo popularne. Światowy rynek maszyn do cięcia laserowego będzie wart… 7.1 miliarda dolarów amerykańskich w 2023 r., wykazując stały wzrost w ciągu kilku kolejnych lat.

Co więcej, rynek tych urządzeń do cięcia laserowego będzie się rozwijał ze skumulowaną roczną stopą wzrostu na poziomie 9.1% w ciągu najbliższych siedmiu lat. Ze względu na szybko rosnący popyt na te urządzenia, poczyniono ogromne postępy i inwestycje w szeroką gamę oprogramowania i technologii, aby znacznie zwiększyć ich wydajność.

Maszyny te są coraz częściej wykorzystywane w procesach produkcyjnych w przemyśle oraz w innych kontekstach, gdzie cięcie jest kluczową funkcją. Urządzenia te mogą zmniejszyć wymagany nakład pracy, a tym samym zwiększyć zyski. Proces ten przebiega w krótkim czasie i jest wysoce efektywny, co czyni je przyszłościowym gadżetem.

Cięcie laserem światłowodowym i laserem CO2: Zastosowanie

Te dwa rodzaje technologii laserowej są szeroko stosowane w różnych sektorach przemysłu. Wycinarka laserowa CO2 jest dostępna od wielu dekad i cieszy się dużą popularnością ze względu na rozsądną cenę i niskie koszty utrzymania. Dla porównania, laser światłowodowy to stosunkowo nowa technologia, która jest znacznie wydajniejsza. Chociaż obie technologie służą temu samemu celowi, działają w różnych kontekstach.

Zastosowanie cięcia laserem światłowodowym

Wszechstronność i wygoda użytkowania laserów światłowodowych przyczyniły się do ich powszechnego zastosowania. Lasery światłowodowe działają w różnych długościach fal. Ponadto, gdy stosujemy kabel wykonany ze światłowodów, nie występują żadne zakłócenia w transmisji laserów światłowodowych na duże odległości. Lasery światłowodowe zyskują na popularności w wielu różnych gałęziach przemysłu, w tym w:

• Przemysł telekomunikacyjny
• Przemysł medyczny
• Przemysł wytwórczy
• Przemysł włókienniczy
• Przemysł sprzątający

Zastosowanie cięcia laserowego CO2

Wykorzystanie laserów CO2 wzrosło w ostatnich latach dzięki ciągłym udoskonaleniom, mimo że urządzenia te są dostępne od dziesięcioleci. Branża medyczna była jedną z pierwszych, która wykorzystała tę technologię, a obecnie jest ona wykorzystywana w wielu innych obszarach. Badania prowadzone od dawna w różnych sektorach wykazały, że jest ona bardzo korzystna w wielu z tych branż, w tym w następujących:

• Przemysł medyczny
• Przemysł wytwórczy
• Branża projektowania i grawerowania
• Przemysł włókienniczy

Wniosek

Chociaż każde urządzenie laserowe ma swoje mocne i słabe strony, należą one do najlepszych laserów, jakie można kupić. Technologia CO2 jest przestarzała, a lasery światłowodowe zyskują coraz większy udział w rynku wraz z postępem technologicznym. Jeśli nadal nie jesteś pewien, którą opcję wybrać, skontaktuj się z nami, aby uzyskać pomoc.