Láser de fibra VS Láser de CO2, ¿cuál es la diferencia?

Introducción:

En la actualidad, todas las industrias son inseparables del láser. El láser de fibra y el láser de CO2 son dos tipos distintos de láser. Tienen características y aplicaciones diferentes. Láser de fibra VS láser de CO2, ¿cuál es la diferencia? Este artículo le dará la respuesta.

¿Qué es una máquina de corte por láser de CO2?

Una cortadora de CO2 es una pieza común del equipo de procesamiento utilizado en una amplia gama de fabricación, artes y oficios y más. La cortadora láser de dióxido de carbono es un dispositivo que utiliza el rayo láser emitido por un láser de dióxido de carbono para cortar, grabar o marcar materiales. Después de que el rayo láser es enfocado por la lente de enfoque, tiene una alta densidad de energía, y su energía puede ser convertida localmente en energía térmica, produciendo así efectos de corte y grabado en la superficie o en el interior del material. Controlando la trayectoria y la intensidad del rayo láser, se puede conseguir un procesamiento preciso de los materiales.

¿Qué es una máquina de corte por láser de fibra óptica?

El corte por láser es un proceso de corte avanzado y muy utilizado en el procesamiento actual de materiales. Es un método de corte térmico que utiliza un rayo láser de alta densidad energética como "herramienta de corte" para cortar materiales. El rayo láser con alta densidad de potencia irradia la pieza de trabajo de forma que el material irradiado alcanza el punto de ignición o se funde y ablaciona rápidamente. Al mismo tiempo, el material fundido es soplado por el flujo de aire de alta velocidad coaxial con el haz, completando así el corte de la pieza de trabajo. La máquina de corte láser CNC tiene las ventajas de fabricación de precisión, procesamiento de formas especiales, corte flexible, formación de una sola vez, velocidad rápida, alta eficiencia, etc. Ha resuelto muchos problemas que no pueden ser resueltos por métodos convencionales en la producción industrial. importancia.

En la industria del procesamiento de metales, las máquinas de corte por láser de fibra han reemplazado gradualmente a las máquinas de corte por láser de CO2 y a los métodos de procesamiento tradicionales, convirtiéndose en líderes en el campo del procesamiento de chapas metálicas. La máquina de corte láser de fibra puede realizar tanto corte plano como corte en bisel con bordes limpios y lisos. Es adecuada para el procesamiento de corte de alta precisión como chapas metálicas. Al mismo tiempo, el brazo robótico puede sustituir al láser de cinco ejes importado para el corte tridimensional. En comparación con las máquinas de corte por láser de dióxido de carbono ordinarias, ahorra espacio y consumo de gas y tiene una alta tasa de conversión fotoeléctrica. Es un nuevo producto de ahorro energético y protección medioambiental, y también uno de los productos técnicos líderes en el mundo.

Láser de fibra VS Láser de CO2, ¿cuál es la diferencia?

Cuando se trata de máquinas de corte por láser, la elección entre un láser de fibra y un láser de CO2 depende de varios factores.
Estas son las principales diferencias entre estos dos tipos de máquinas de corte por láser:

  • Fuente láser

Las máquinas de corte por láser de fibra utilizan una fuente láser de estado sólido, que consiste en un cable de fibra óptica dopado con elementos de tierras raras. Las máquinas de corte por láser de CO2, como su nombre indica, utilizan una fuente láser de gas que se basa en una mezcla de dióxido de carbono, nitrógeno y helio.

  • Longitud de onda

Los láseres de fibra tienen una longitud de onda más corta (normalmente unos 1.064 nanómetros) que los láseres de CO2 (que emiten a unos 10.600 nanómetros). La longitud de onda más corta de los láseres de fibra permite una mejor absorción en determinados materiales, especialmente metales, lo que se traduce en velocidades de corte más rápidas y una mayor eficiencia.

  • Velocidad de corte

Debido a la mayor tasa de absorción de la longitud de onda del láser de fibra en los metales, las máquinas de corte por láser de fibra suelen ofrecer velocidades de corte más rápidas en comparación con las máquinas de corte por láser de CO2. Esto hace que los láseres de fibra sean especialmente adecuados para aplicaciones industriales en las que es esencial una alta productividad.

  • Consumo de energía

Las máquinas de corte por láser de fibra son más eficientes energéticamente que los láseres de CO2. Los láseres de fibra pueden proporcionar la misma o mayor potencia de corte consumiendo mucha menos electricidad. Esta eficiencia energética puede suponer un ahorro de costes a lo largo de la vida útil de la máquina.

  • Mantenimiento

Las máquinas de corte por láser de fibra suelen requerir menos mantenimiento que los láseres de CO2. Los láseres de CO2 tienen componentes consumibles, como mezclas de gases y ópticas, que deben sustituirse periódicamente. Los láseres de fibra, en cambio, tienen una vida útil más larga y requieren menos procedimientos de mantenimiento.

  • Compatibilidad de materiales

Aunque tanto los láseres de fibra como los de CO2 pueden cortar una amplia gama de materiales, destacan en áreas diferentes. Los láseres de fibra son especialmente adecuados para cortar metales (como acero, aluminio y cobre) debido a sus altos índices de absorción en estos materiales. Los láseres de CO2, por su parte, son más versátiles y pueden cortar con eficacia una gran variedad de materiales, como plásticos, madera, tejidos, vidrio, etc.

  • Coste inicial

En general, las máquinas de corte por láser de fibra suelen tener un coste inicial más elevado en comparación con los láseres de CO2. Sin embargo, esta diferencia de coste suele compensarse con los menores costes de funcionamiento y mantenimiento de los láseres de fibra a lo largo del tiempo.

La elección entre una máquina de corte por láser de fibra y una máquina de corte por láser de CO2 depende de factores como el tipo de materiales a cortar, la velocidad de corte deseada, las limitaciones presupuestarias y los requisitos específicos de la aplicación.

Corte por CO2 o corte por láser, ¿qué efecto de corte es mejor?

Estructura del equipo láser

En la tecnología de corte por láser de dióxido de carbono, el gas de dióxido de carbono es el medio que produce el rayo láser. Sin embargo, los láseres de fibra funcionan mediante diodos y cables de fibra óptica. Los sistemas láser de fibra utilizan múltiples bombas de diodos para generar un haz láser, que luego se envía al cabezal de corte láser a través de un cable de fibra óptica flexible, en lugar de espejos para enviar el haz. Esto tiene muchas ventajas, empezando por el tamaño de la mesa de corte. A diferencia de la tecnología láser de gas, en la que los espejos deben colocarse a cierta distancia, la tecnología láser de fibra no tiene limitación de alcance. Incluso es posible instalar el láser de fibra junto al cabezal de corte por plasma de la mesa de corte por plasma, lo que no es una opción para la tecnología de corte por láser de CO2. Además, la posibilidad de doblar la fibra hace que el sistema sea más compacto en comparación con un sistema de corte por gas de potencia equivalente.

Eficacia de conversión electroóptica

Probablemente, la ventaja más importante y significativa de la tecnología de corte por láser de fibra es su eficiencia energética. Con el módulo digital de estado sólido completo y el diseño único del láser de fibra, el sistema de corte por láser de fibra tiene una mayor eficiencia de conversión electro-óptica que el corte por láser de dióxido de carbono.

Para cada unidad de potencia de un sistema de corte de CO2, la utilización típica real es de unos 8% a 10%. En el caso de los sistemas de corte por láser de fibra, los usuarios pueden esperar una mayor eficiencia energética, del orden de 25% a 30%. En otras palabras, el consumo total de energía del sistema de corte por fibra óptica es aproximadamente de 3 a 5 veces menor que el del sistema de corte por dióxido de carbono, por lo que la eficiencia energética aumenta a más de 86%.

Comparación del efecto de corte

Los láseres de fibra se caracterizan por longitudes de onda cortas, que aumentan la absorción del haz por el material que se está cortando y permiten cortar materiales como el latón y el cobre, así como materiales no conductores. Un haz más enfocado produce un punto focal más pequeño y una mayor profundidad de enfoque, por lo que los láseres de fibra pueden cortar materiales más finos con rapidez y cortar materiales de grosor medio con mayor eficacia.

Al cortar materiales de hasta 6 mm de grosor, la velocidad de corte de un sistema de corte por láser de fibra de 1,5 kW es equivalente a la de un sistema de corte por láser de dióxido de carbono de 3 kW. Por lo tanto, el coste operativo del corte por fibra es inferior al de los sistemas de corte por dióxido de carbono ordinarios.

Comparación de costes de mantenimiento

En cuanto al mantenimiento de la máquina, el corte por láser de fibra es más ecológico y cómodo. El sistema láser de gas de dióxido de carbono necesita un mantenimiento regular; el espejo necesita mantenimiento y calibración, y el resonador necesita un mantenimiento regular. En cambio, las soluciones de corte por láser de fibra apenas requieren mantenimiento. El sistema de corte por láser de dióxido de carbono necesita dióxido de carbono como gas láser.

Debido a la pureza del gas de dióxido de carbono, la cavidad resonante se contaminará y habrá que limpiarla periódicamente. Para un sistema de dióxido de carbono de varios kilovatios, esto cuesta al menos 120.000 al año. Además, muchos cortes de CO2 requieren turbinas axiales de alta velocidad para suministrar el gas láser, y las turbinas requieren mantenimiento y renovación.

Resuma

Aunque la capacidad de corte del láser de dióxido de carbono es muy fuerte, en términos de ahorro de energía y coste, la fibra óptica sigue teniendo una mayor ventaja. Los beneficios económicos aportados por la fibra óptica son mucho mayores que los del CO2. En la tendencia de desarrollo futuro, las máquinas de corte por láser de fibra ocuparán la posición de equipo principal.

Conclusión:

A través de la introducción anterior, podemos ver que en comparación con el procesamiento de láser de CO2, la tecnología de corte por láser de fibra tiene ventajas más evidentes, que no sólo mejora la calidad del producto, sino que también acorta el ciclo de producción, reduce el costo de tiempo, y trae los máximos beneficios a las empresas.

Las ventajas de corte y las ventajas de costes de mantenimiento de las máquinas de corte por láser de fibra son incomparables con las máquinas de corte por láser de CO2, por lo que las máquinas de corte por láser de fibra se desarrollan tan rápidamente. El beneficio económico aportado por la fibra óptica es mucho mayor que el del CO2. En la tendencia de desarrollo futuro, las máquinas de corte láser de fibra ocuparán una posición dominante.

 

ليزر الألياف مقابل ليزر ثاني أكسيد الكربون، ما الفرق؟

مقدمة:

في الوقت الحاضر، جميع الصناعات لا يمكن فصلها عن الليزر. ليزر الألياف وليزر ثاني أكسيد الكربون هما نوعان متميزان من الليزر. لديهم خصائص وتطبيقات مختلفة. ليزر الألياف VS ليزر ثاني أكسيد الكربون، ما الفرق؟ هذه المقالة سوف تعطيك الجواب.

ما هي آلة القطع بالليزر CO2؟

إن قاطع ثاني أكسيد الكربون هو قطعة شائعة من معدات المعالجة المستخدمة في مجموعة واسعة من الصناعات التحويلية والفنون والحرف اليدوية والمزيد. آلة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون عبارة عن جهاز يستخدم شعاع الليزر المنبعث من ليزر ثاني أكسيد الكربون لقطع المواد أو نقشها أو وضع علامات عليها. بعد تركيز شعاع الليزر بواسطة عدسة التركيز، يكون لديه كثافة طاقة عالية، ويمكن تحويل طاقته محليًا إلى طاقة حرارية، وبالتالي إنتاج تأثيرات القطع والنقش على سطح المادة أو داخلها. من خلال التحكم في مسار وشدة شعاع الليزر، يمكن تحقيق معالجة دقيقة للمواد.

ما هي آلة القطع بليزر الألياف؟

يعد القطع بالليزر عملية قطع متقدمة ومستخدمة على نطاق واسع في معالجة المواد الحالية. إنها طريقة قطع حرارية تستخدم شعاع ليزر عالي الكثافة من الطاقة باعتباره "أداة قطع" لقطع المواد. يقوم شعاع الليزر ذو كثافة الطاقة العالية بتشعيع قطعة العمل بحيث تصل المادة المشععة إلى نقطة الإشعال أو تذوب وتنفجر بسرعة. في نفس الوقت، يتم نفخ المادة المنصهرة بعيدًا عن طريق تدفق الهواء عالي السرعة المحوري مع العارضة، وبالتالي إكمال قطع قطعة العمل. تتميز آلة القطع بالليزر CNC بمزايا التصنيع الدقيق، والمعالجة ذات الأشكال الخاصة، والقطع المرن، والتشكيل لمرة واحدة، والسرعة العالية، والكفاءة العالية، وما إلى ذلك. لقد حلت العديد من المشكلات التي لا يمكن حلها بالطرق التقليدية في الإنتاج الصناعي. دلالة.

  • في صناعة معالجة المعادن، حلت آلات القطع بليزر الألياف محل آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون وطرق المعالجة التقليدية تدريجيًا، لتصبح رائدة في مجال معالجة الصفائح المعدنية. يمكن لآلة القطع بليزر الألياف إجراء القطع المسطح والقطع المائل بحواف أنيقة وناعمة. إنها مناسبة لمعالجة القطع عالية الدقة مثل الصفائح المعدنية. وفي الوقت نفسه، يمكن للذراع الآلي أن يحل محل الليزر خماسي المحاور المستورد للقطع ثلاثي الأبعاد. بالمقارنة مع آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون العادية، فهي توفر المساحة واستهلاك الغاز ولديها معدل تحويل كهروضوئي مرتفع. إنه منتج جديد لتوفير الطاقة وحماية البيئة، كما أنه أحد المنتجات التقنية الرائدة في العالم.

    ليزر الألياف مقابل ليزر ثاني أكسيد الكربون، ما الفرق؟

    عندما يتعلق الأمر بآلات القطع بالليزر، فإن الاختيار بين ليزر الألياف وليزر ثاني أكسيد الكربون يعتمد على عدة عوامل.
    فيما يلي الاختلافات الرئيسية بين هذين النوعين من آلات القطع بالليزر:

    مصدر الليزر

    تستخدم آلات القطع بليزر الألياف مصدر ليزر الحالة الصلبة، والذي يتكون من كابل ألياف بصرية مشبع بعناصر أرضية نادرة. آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون، كما يوحي الاسم، تستخدم مصدر ليزر غازي يعتمد على خليط من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيليوم.

    الطول الموجي

    تتميز ليزرات الألياف بطول موجي أقصر (عادة حوالي 1064 نانومتر) مقارنة بليزر ثاني أكسيد الكربون (الذي ينبعث عند حوالي 10600 نانومتر). يتيح الطول الموجي الأقصر لليزر الألياف امتصاصًا أفضل لبعض المواد، وخاصة المعادن، مما يؤدي إلى سرعات قطع أسرع وكفاءة أعلى.

    سرعة القطع

    نظرًا لارتفاع معدل الامتصاص لطول موجة ألياف الليزر في المعادن، توفر آلات القطع بليزر الألياف عمومًا سرعات قطع أسرع مقارنةً بآلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون. وهذا يجعل ليزر الألياف مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات الصناعية حيث تكون الإنتاجية العالية أمرًا ضروريًا.

    استهلاك الطاقة

    تعتبر آلات القطع بليزر الألياف أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من ليزر ثاني أكسيد الكربون. يمكن أن توفر ألياف الليزر نفس قوة القطع أو أكبر بينما تستهلك كهرباء أقل بكثير. يمكن أن تؤدي كفاءة استخدام الطاقة هذه إلى توفير التكاليف على مدار عمر الماكينة.

    صيانة

    تتطلب آلات القطع بليزر الألياف عادةً صيانة أقل مقارنةً بليزر ثاني أكسيد الكربون. يحتوي ليزر ثاني أكسيد الكربون على مكونات قابلة للاستهلاك، بما في ذلك مخاليط الغاز والبصريات، والتي تحتاج إلى استبدال منتظم. من ناحية أخرى، تتمتع أجهزة ليزر الألياف بعمر أطول وتتطلب إجراءات صيانة أقل.

    التوافق المادي

    بينما يمكن لكل من ليزر الألياف وليزر ثاني أكسيد الكربون قطع مجموعة واسعة من المواد، إلا أنهما يتفوقان في مجالات مختلفة. تعتبر ألياف الليزر مناسبة بشكل خاص لقطع المعادن (مثل الفولاذ والألمنيوم والنحاس) نظرًا لمعدلات امتصاصها العالية في هذه المواد. من ناحية أخرى، يعتبر ليزر ثاني أكسيد الكربون أكثر تنوعًا ويمكنه قطع مجموعة متنوعة من المواد بشكل فعال بما في ذلك البلاستيك والخشب والأقمشة والزجاج والمزيد.

    التكلفة المبدئية

    بشكل عام، تميل آلات القطع بليزر الألياف إلى الحصول على تكلفة أولية أعلى مقارنةً بليزر ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك، غالبًا ما يتم تعويض هذا الفارق في التكلفة من خلال انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة لأجهزة ليزر الألياف بمرور الوقت.

    يعتمد الاختيار بين آلة القطع بليزر الألياف وآلة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون على عوامل مثل نوع المواد المراد قطعها، وسرعة القطع المطلوبة، وقيود الميزانية، ومتطلبات التطبيق المحددة.

    القطع بثاني أكسيد الكربون أم القطع بالليزر، أي تأثير القطع أفضل؟

هيكل معدات الليزر

في تكنولوجيا القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون، غاز ثاني أكسيد الكربون هو الوسط الذي ينتج شعاع الليزر. ومع ذلك، تعمل ألياف الليزر عبر الثنائيات وكابلات الألياف الضوئية. تستخدم أنظمة ليزر الألياف مضخات صمام ثنائي متعددة لتوليد شعاع ليزر، والذي يتم توصيله بعد ذلك إلى رأس القطع بالليزر عبر كابل ألياف ضوئية مرن، بدلاً من المرايا لتوصيل الشعاع. وهذا له العديد من المزايا، بدءًا من حجم طاولة القطع. على عكس تقنية ليزر الغاز، حيث يجب ضبط المرايا على مسافة معينة، فإن تقنية ليزر الألياف ليس لها حدود للنطاق. بل إنه من الممكن تركيب ليزر الألياف بجوار رأس القطع بالبلازما لطاولة القطع بالبلازما، وهو ليس خيارًا متاحًا لتقنية القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون. كما أن القدرة على ثني الألياف تجعل النظام أكثر إحكاما عند مقارنته بنظام قطع الغاز المكافئ.

كفاءة التحويل الكهروضوئي

ربما تكون الميزة الأكثر أهمية وذات مغزى لتقنية تقطيع الألياف هي كفاءتها في استخدام الطاقة. مع الوحدة الرقمية ذات الحالة الصلبة الكاملة والتصميم الفردي لليزر الليفي، فإن نظام القطع بليزر الألياف يتمتع بكفاءة تحويل كهروضوئية أعلى من القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون.

لكل وحدة طاقة في نظام قطع ثاني أكسيد الكربون، فإن الاستخدام النموذجي الفعلي يبلغ حوالي 8% إلى 10%. بالنسبة لأنظمة القطع بليزر الألياف، يمكن للمستخدمين توقع كفاءة طاقة أعلى، في حدود 25% إلى 30%. بمعنى آخر، استهلاك الطاقة الإجمالي لنظام قطع الألياف الضوئية أقل بنحو 3 إلى 5 مرات من استهلاك نظام قطع ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي يتم زيادة كفاءة الطاقة إلى أكثر من 86%.

مقارنة تأثير القطع

تتميز ألياف الليزر بأطوال موجية قصيرة، مما يزيد من امتصاص الشعاع بواسطة المادة التي يتم قطعها وتمكين قطع المواد مثل النحاس والنحاس وكذلك المواد غير الموصلة. ينتج الشعاع الأكثر تركيزًا نقطة بؤرية أصغر وعمقًا أعمق للتركيز، لذلك يمكن لأشعة الليزر الليفية أن تقطع المواد الرقيقة بسرعة وتقطع المواد متوسطة السُمك بكفاءة أكبر.

عند قطع المواد التي يصل سمكها إلى 6 مم، فإن سرعة القطع لنظام القطع بليزر الألياف بقدرة 1,5 كيلو وات تعادل سرعة القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون بقدرة 3 كيلو وات. ولذلك، فإن تكلفة تشغيل قطع الألياف أقل من تكلفة أنظمة قطع ثاني أكسيد الكربون العادية.

مقارنة تكاليف الصيانة

فيما يتعلق بصيانة الماكينة، فإن قطع ألياف الليزر أكثر ملاءمة للبيئة وصديقة للبيئة. يحتاج نظام الليزر بغاز ثاني أكسيد الكربون إلى صيانة دورية؛ فالمرآة تحتاج إلى صيانة ومعايرة، والرنان يحتاج إلى صيانة دورية. من ناحية أخرى، لا تتطلب حلول القطع بليزر الألياف أي صيانة تقريبًا. يحتاج نظام القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون كغاز ليزر.

بسبب نقاء غاز ثاني أكسيد الكربون، سوف يتلوث تجويف الرنين ويجب تنظيفه بانتظام. بالنسبة لنظام ثاني أكسيد الكربون متعدد الكيلووات، فإن هذا يكلف ما لا يقل عن 120 ألفًا سنويًا. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب العديد من عمليات قطع ثاني أكسيد الكربون توربينات محورية عالية السرعة لتوصيل غاز الليزر، وتتطلب التوربينات الصيانة والتجديد.

لخص

على الرغم من أن قدرة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون قوية جدًا، إلا أنه من حيث توفير الطاقة والتكلفة، لا تزال الألياف الضوئية تتمتع بميزة أعلى. الفوائد الاقتصادية التي تجلبها الألياف الضوئية أعلى بكثير من فوائد ثاني أكسيد الكربون. في اتجاه التطوير المستقبلي، ستحتل آلات القطع بليزر الألياف مكانة المعدات السائدة.

خاتمة:

من خلال المقدمة المذكورة أعلاه، يمكننا أن نرى أنه بالمقارنة مع المعالجة بليزر ثاني أكسيد الكربون، تتمتع تكنولوجيا القطع بليزر الألياف بمزايا أكثر وضوحًا، والتي لا تعمل على تحسين جودة المنتج فحسب، بل تقصر أيضًا دورة الإنتاج، وتقلل من تكلفة الوقت، وتجلب أقصى قدر من الفوائد للمؤسسات.

مزايا القطع ومزايا تكلفة الصيانة لآلات القطع بليزر الألياف لا يمكن مقارنتها بآلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون، ولهذا السبب تتطور آلات القطع بليزر الألياف بسرعة كبيرة. إن الفائدة الاقتصادية التي تجلبها الألياف الضوئية أعلى بكثير من فائدة ثاني أكسيد الكربون. في اتجاه التطوير المستقبلي، ستحتل آلات القطع بليزر الألياف موقعًا سائدًا.