Introduction :
À l’heure actuelle, toutes les industries sont indissociables des lasers. Les lasers à fibre et les lasers CO2 sont deux types de lasers distincts. Ils ont des caractéristiques et des applications différentes. Laser à fibre VS laser CO2, quelle est la différence ? Cet article vous donnera la réponse.
Qu'est-ce qu'une machine de découpe laser CO2 ?
Une découpeuse au CO2 est un équipement de traitement courant utilisé dans une large gamme de fabrication, d'artisanat et plus encore. La machine de découpe laser au dioxyde de carbone est un appareil qui utilise le faisceau laser émis par un laser au dioxyde de carbone pour couper, graver ou marquer des matériaux. Une fois le faisceau laser focalisé par la lentille de focalisation, il a une densité énergétique élevée et son énergie peut être localement convertie en énergie thermique, produisant ainsi des effets de découpe et de gravure sur la surface ou à l'intérieur du matériau. En contrôlant la trajectoire et l'intensité du faisceau laser, un traitement précis des matériaux peut être obtenu.
Qu'est-ce qu'une machine de découpe laser à fibre ?
La découpe au laser est un procédé de découpe avancé et largement utilisé dans le traitement actuel des matériaux. Il s'agit d'une méthode de découpe thermique qui utilise un faisceau laser à haute densité d'énergie comme « outil de découpe » pour couper les matériaux. Le faisceau laser à haute densité de puissance irradie la pièce de sorte que le matériau irradié atteigne le point d'allumage ou fond et s'ablate rapidement. Dans le même temps, le matériau fondu est emporté par le flux d'air à grande vitesse coaxial au faisceau, ce qui permet de terminer la découpe de la pièce. La machine de découpe laser CNC présente les avantages d'une fabrication de précision, d'un traitement de forme spéciale, d'une découpe flexible, d'un formage unique, d'une vitesse rapide, d'une efficacité élevée, etc. Elle a résolu de nombreux problèmes qui ne peuvent pas être résolus par les méthodes conventionnelles dans la production industrielle.
Dans l'industrie de la transformation des métaux, les machines de découpe laser à fibre ont progressivement remplacé les machines de découpe laser CO2 et les méthodes de traitement traditionnelles, devenant ainsi un leader dans le domaine du traitement des tôles. La machine de découpe laser à fibre peut effectuer à la fois une découpe à plat et une découpe en biseau avec des bords nets et lisses. Elle convient aux traitements de découpe de haute précision tels que les tôles. Dans le même temps, le bras robotisé peut remplacer le laser à cinq axes importé pour la découpe tridimensionnelle. Par rapport aux machines de découpe laser au dioxyde de carbone ordinaires, elle économise de l'espace et de la consommation de gaz et présente un taux de conversion photoélectrique élevé. C'est un nouveau produit d'économie d'énergie et de protection de l'environnement, et c'est également l'un des principaux produits techniques au monde.
Laser à fibre VS Laser CO2, quelle est la différence ?
Lorsqu'il s'agit de machines de découpe laser, le choix entre un laser à fibre et un laser CO2 dépend de plusieurs facteurs.
Voici les principales différences entre ces deux types de machines de découpe laser :
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Source laser
Les machines de découpe laser à fibre utilisent une source laser à semi-conducteurs, constituée d'un câble à fibre optique dopé avec des éléments de terres rares. Les machines de découpe laser CO2, comme leur nom l'indique, utilisent une source laser à gaz qui repose sur un mélange de dioxyde de carbone, d'azote et d'hélium.
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Longueur d'onde
Les lasers à fibre optique ont une longueur d'onde plus courte (généralement autour de 1064 nanomètres) que les lasers CO2 (qui émettent à environ 10 600 nanomètres). La longueur d'onde plus courte des lasers à fibre optique permet une meilleure absorption dans certains matériaux, en particulier les métaux, ce qui se traduit par des vitesses de coupe plus rapides et une efficacité accrue.
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Vitesse de coupe
En raison du taux d'absorption plus élevé de la longueur d'onde du laser à fibre dans les métaux, les machines de découpe laser à fibre offrent généralement des vitesses de découpe plus rapides que les machines de découpe laser CO2. Cela rend les lasers à fibre particulièrement adaptés aux applications industrielles où une productivité élevée est essentielle.
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Consommation d'énergie
Les machines de découpe laser à fibre sont plus économes en énergie que les lasers CO2. Les lasers à fibre peuvent fournir une puissance de coupe égale ou supérieure tout en consommant beaucoup moins d'électricité. Cette efficacité énergétique peut se traduire par des économies de coûts sur toute la durée de vie de la machine.
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Maintenance
Les machines de découpe laser à fibre nécessitent généralement moins d'entretien que les lasers CO2. Les lasers CO2 comportent des composants consommables, notamment des mélanges de gaz et des optiques, qui doivent être remplacés régulièrement. Les lasers à fibre, en revanche, ont une durée de vie plus longue et nécessitent moins de procédures de maintenance.
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Compatibilité des matériaux
Bien que les lasers à fibre et les lasers CO2 puissent tous deux couper une large gamme de matériaux, ils excellent dans des domaines différents. Les lasers à fibre sont particulièrement adaptés à la découpe de métaux (tels que l'acier, l'aluminium et le cuivre) en raison de leurs taux d'absorption élevés dans ces matériaux. Les lasers CO2, en revanche, sont plus polyvalents et peuvent couper efficacement une variété de matériaux, notamment les plastiques, le bois, les tissus, le verre, etc.
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Coût initial
En général, les machines de découpe laser à fibre ont tendance à avoir un coût initial plus élevé que les lasers CO2. Cependant, cette différence de coût est souvent compensée par les coûts d'exploitation et de maintenance inférieurs des lasers à fibre au fil du temps.
Le choix entre une machine de découpe laser à fibre et une machine de découpe laser CO2 dépend de facteurs tels que le type de matériaux à découper, la vitesse de coupe souhaitée, les contraintes budgétaires et les exigences spécifiques de l'application.
Découpe CO2 ou découpe laser, quel effet de découpe est le meilleur ?
Structure de l'équipement laser
Dans la technologie de découpe au laser au dioxyde de carbone, le gaz carbonique est le milieu qui produit le faisceau laser. Cependant, les lasers à fibre fonctionnent via des diodes et des câbles à fibre optique. Les systèmes laser à fibre utilisent plusieurs pompes à diodes pour générer un faisceau laser, qui est ensuite délivré à la tête de découpe laser via un câble à fibre optique flexible, plutôt que des miroirs pour délivrer le faisceau. Cela présente de nombreux avantages, à commencer par la taille de la table de découpe. Contrairement à la technologie laser à gaz, où les miroirs doivent être placés à une certaine distance, la technologie laser à fibre n'a aucune limitation de portée. Il est même possible d'installer le laser à fibre à côté de la tête de découpe plasma de la table de découpe plasma, ce qui n'est pas une option pour la technologie de découpe laser CO2. De plus, la possibilité de plier la fibre rend le système plus compact par rapport à un système de découpe au gaz de puissance équivalente.
Efficacité de conversion électro-optique
L'avantage le plus important et le plus significatif de la technologie de clivage des fibres est probablement son efficacité énergétique. Grâce au module numérique à semi-conducteurs complet et à la conception unique du laser à fibre, le système de découpe laser à fibre présente une efficacité de conversion électro-optique supérieure à celle de la découpe laser au dioxyde de carbone.
Pour chaque unité de puissance d'un système de découpe au CO2, l'utilisation typique réelle est d'environ 8% à 10%. Pour les systèmes de découpe laser à fibre, les utilisateurs peuvent s'attendre à une efficacité énergétique plus élevée, de l'ordre de 25% à 30%. En d'autres termes, la consommation énergétique globale du système de découpe à fibre optique est environ 3 à 5 fois inférieure à celle du système de découpe au dioxyde de carbone, de sorte que l'efficacité énergétique est portée à plus de 86%.
Comparaison de l'effet de coupe
Les lasers à fibre se caractérisent par des longueurs d'onde courtes, qui augmentent l'absorption du faisceau par le matériau à découper et permettent de découper des matériaux tels que le laiton et le cuivre ainsi que des matériaux non conducteurs. Un faisceau plus focalisé produit un point focal plus petit et une profondeur de champ plus importante, de sorte que les lasers à fibre peuvent couper rapidement des matériaux plus fins et couper plus efficacement des matériaux d'épaisseur moyenne.
Lors de la découpe de matériaux jusqu'à 6 mm d'épaisseur, la vitesse de découpe d'un système de découpe laser à fibre de 1,5 kW est équivalente à celle d'un système de découpe laser au dioxyde de carbone de 3 kW. Par conséquent, le coût de fonctionnement de la découpe par fibre est inférieur à celui des systèmes de découpe au dioxyde de carbone ordinaires.
Comparaison des coûts de maintenance
En termes de maintenance de la machine, la découpe laser à fibre est plus écologique et plus pratique. Le système laser au dioxyde de carbone nécessite un entretien régulier, le miroir nécessite un entretien et un calibrage, et le résonateur nécessite un entretien régulier. Les solutions de découpe laser à fibre, en revanche, ne nécessitent pratiquement aucun entretien. Le système de découpe laser au dioxyde de carbone nécessite du dioxyde de carbone comme gaz laser.
En raison de la pureté du gaz carbonique, la cavité résonante sera polluée et devra être nettoyée régulièrement. Pour un système au dioxyde de carbone de plusieurs kilowatts, cela coûte au moins 120 000 $ par an. De plus, de nombreuses réductions de CO2 nécessitent des turbines axiales à grande vitesse pour fournir le gaz laser, et les turbines nécessitent un entretien et une remise à neuf.
Résumer
Bien que la capacité de découpe du laser au dioxyde de carbone soit très forte, en termes d'économie d'énergie et de coût, la fibre optique présente toujours un avantage plus important. Les avantages économiques apportés par la fibre optique sont bien supérieurs à ceux du CO2. Dans la tendance de développement future, les machines de découpe laser à fibre occuperont la position d'équipement courant.
Conclusion :
Grâce à l'introduction ci-dessus, nous pouvons voir que par rapport au traitement au laser CO2, la technologie de découpe au laser à fibre présente des avantages plus évidents, qui non seulement améliorent la qualité du produit, mais raccourcissent également le cycle de production, réduisent les coûts de temps et apportent un maximum d'avantages aux entreprises.
Les avantages de coupe et les avantages en termes de coûts de maintenance des machines de découpe laser à fibre sont incomparables à ceux des machines de découpe laser CO2, c'est pourquoi les machines de découpe laser à fibre se développent si rapidement. L'avantage économique apporté par la fibre optique est bien supérieur à celui du CO2. Dans la tendance de développement future, les machines de découpe laser à fibre occuperont une place dominante.