導入：
現在、すべての産業はレーザーと切り離せません。ファイバーレーザーと CO2 レーザーは 2 つの異なるタイプのレーザーです。それぞれ特性と用途が異なります。ファイバーレーザーと CO2 レーザーの違いは何でしょうか。この記事でその答えをお伝えします。
CO2レーザー切断機とは何ですか？
CO2 カッターは、製造業、工芸品など幅広い分野で使用されている一般的な加工機器です。二酸化炭素レーザー切断機は、二酸化炭素レーザーから放射されるレーザービームを使用して、材料を切断、彫刻、またはマーキングする装置です。レーザービームは、集束レンズによって集束された後、高いエネルギー密度を持ち、そのエネルギーは局所的に熱エネルギーに変換され、材料の表面または内部に切断および彫刻効果を生み出します。レーザービームの軌道と強度を制御することで、材料の精密な加工を実現できます。
ファイバーレーザー切断機とは何ですか?
レーザー切断は、現在の材料加工において先進的で広く使用されている切断プロセスであり、高エネルギー密度のレーザービームを「切断ツール」として使用して材料を切断する熱切断方法です。高出力密度のレーザービームがワークピースに照射され、照射された材料が発火点に達するか、急速に溶融してアブレーションします。同時に、溶融材料はビームと同軸の高速気流によって吹き飛ばされ、ワークピースの切断が完了します。CNCレーザー切断機は、精密製造、特殊形状加工、柔軟な切断、ワンタイム成形、高速、高効率などの利点があり、工業生産において従来の方法では解決できない多くの問題を解決しました。意義。
金属加工業界では、ファイバーレーザー切断機が徐々にCO2レーザー切断機や従来の加工方法に取って代わり、板金加工分野のリーダーとなっています。ファイバーレーザー切断機は、平らな切断とベベル切断の両方をきれいで滑らかなエッジで実行できます。金属板などの高精度切断加工に適しています。同時に、ロボットアームは輸入された5軸レーザーを置き換えて3次元切断を行うことができます。通常の二酸化炭素レーザー切断機と比較して、スペースとガスの消費を節約し、光電変換率が高く、省エネと環境保護の新製品であり、世界をリードする技術製品の一つでもあります。
ファイバーレーザーと CO2 レーザーの違いは何ですか?
レーザー切断機に関しては、ファイバーレーザーと CO2 レーザーのどちらを選択するかは、いくつかの要因によって決まります。
これら 2 種類のレーザー切断機の主な違いは次のとおりです。
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レーザー光源
ファイバー レーザー切断機は、希土類元素を添加した光ファイバー ケーブルで構成される固体レーザー ソースを使用します。CO2 レーザー切断機は、その名前が示すように、二酸化炭素、窒素、ヘリウムの混合物に依存するガス レーザー ソースを使用します。
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波長
ファイバーレーザーの波長は、CO2 レーザー (約 10,600 ナノメートルで放射) に比べて短く (通常約 1064 ナノメートル) なっています。ファイバーレーザーの波長が短いため、特定の材料 (特に金属) での吸収率が高くなり、切断速度が速くなり、効率が向上します。
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切断速度
ファイバーレーザー波長は金属への吸収率が高いため、ファイバーレーザー切断機は一般に CO2 レーザー切断機に比べて切断速度が速くなります。このためファイバーレーザーは、高い生産性が不可欠な産業用途に特に適しています。
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消費電力
ファイバー レーザー切断機は CO2 レーザーよりもエネルギー効率に優れています。ファイバー レーザーは、CO2 レーザーと同等以上の切断力を発揮しながら、消費電力を大幅に削減できます。このエネルギー効率により、機械の寿命全体にわたってコストを節約できます。
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メンテナンス
ファイバー レーザー切断機は、通常、CO2 レーザーに比べてメンテナンスの必要性が低くなります。CO2 レーザーには、ガス混合物や光学系などの消耗部品があり、定期的に交換する必要があります。一方、ファイバー レーザーは寿命が長く、メンテナンス手順が少なくて済みます。
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材料の適合性
ファイバーレーザーと CO2 レーザーはどちらも幅広い材料を切断できますが、それぞれ得意とする分野が異なります。ファイバーレーザーは、金属 (鋼、アルミニウム、銅など) の吸収率が高いため、これらの材料の切断に特に適しています。一方、CO2 レーザーはより汎用性が高く、プラスチック、木材、布地、ガラスなど、さまざまな材料を効果的に切断できます。
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初期費用
一般的に、ファイバー レーザー切断機は CO2 レーザーに比べて初期コストが高くなる傾向があります。ただし、このコスト差は、時間の経過とともにファイバー レーザーの運用コストとメンテナンス コストが低くなるため、相殺されることがよくあります。
ファイバーレーザー切断機と CO2 レーザー切断機のどちらを選択するかは、切断する材料の種類、必要な切断速度、予算の制約、特定のアプリケーション要件などの要因によって異なります。
CO2切断とレーザー切断、どちらの切断効果が優れていますか?
レーザー装置の構造
二酸化炭素レーザー切断技術では、二酸化炭素ガスがレーザービームを生成する媒体です。ただし、ファイバーレーザーはダイオードと光ファイバーケーブルを介して機能します。ファイバーレーザーシステムは、複数のダイオードポンプを使用してレーザービームを生成し、ビームを送達するためのミラーではなく、柔軟な光ファイバーケーブルを介してレーザー切断ヘッドに送達します。これには、切断テーブルのサイズをはじめ、多くの利点があります。ミラーを一定の距離内に設定する必要があるガスレーザー技術とは異なり、ファイバーレーザー技術には範囲の制限がありません。プラズマ切断テーブルのプラズマ切断ヘッドの隣にファイバーレーザーを設置することもできますが、これはCO2レーザー切断技術ではオプションではありません。また、ファイバーを曲げることができるため、同等のパワーのガス切断システムと比較して、システムがコンパクトになります。
電気光学変換効率
おそらく、ファイバー切断技術の最も重要かつ有意義な利点は、そのエネルギー効率です。完全なソリッドステート デジタル モジュールとファイバー レーザーの単一設計により、ファイバー レーザー切断システムは二酸化炭素レーザー切断よりも高い電気光学変換効率を備えています。
CO2 切断システムの各電源ユニットの実際の典型的な利用率は約 8% ～ 10% です。ファイバー レーザー切断システムの場合、ユーザーは 25% ～ 30% 程度のより高い電力効率を期待できます。つまり、光ファイバー切断システムの総エネルギー消費量は二酸化炭素切断システムの約 3 ～ 5 倍少ないため、エネルギー効率は 86% 以上に向上します。
切削効果の比較
ファイバーレーザーは波長が短いのが特徴で、切断する材料によるビームの吸収率が高くなり、真鍮や銅などの材料や非導電性材料の切断が可能になります。ビームをより集中させると焦点が小さくなり、焦点深度が深くなるため、ファイバーレーザーはより薄い材料を素早く切断し、中程度の厚さの材料をより効率的に切断できます。
厚さ6mmまでの材料を切断する場合、1.5kWファイバーレーザー切断システムの切断速度は3kW二酸化炭素レーザー切断システムの切断速度と同等です。そのため、ファイバー切断の運用コストは通常の二酸化炭素切断システムよりも低くなります。
メンテナンスコストの比較
機械のメンテナンスの点では、ファイバーレーザー切断の方が環境に優しく便利です。二酸化炭素ガスレーザーシステムは定期的なメンテナンスが必要です。ミラーはメンテナンスと較正が必要で、共振器も定期的なメンテナンスが必要です。一方、ファイバーレーザー切断ソリューションはメンテナンスがほとんど必要ありません。二酸化炭素レーザー切断システムでは、レーザーガスとして二酸化炭素が必要です。
二酸化炭素ガスの純度により、共鳴空洞は汚染され、定期的に清掃する必要があります。数キロワットの二酸化炭素システムの場合、これには少なくとも年間 120,000 の費用がかかります。さらに、多くの CO2 カットでは、レーザーガスを供給するために高速軸流タービンが必要であり、タービンのメンテナンスと改修が必要です。
要約する
二酸化炭素レーザーの切断能力は非常に強力ですが、省エネとコストの面では、光ファイバーの方が依然として優位性があります。光ファイバーがもたらす経済的利益は、CO2よりもはるかに高いです。今後の発展傾向では、ファイバーレーザー切断機が主流の機器の地位を占めるでしょう。
結論：
上記の紹介から、CO2レーザー加工と比較して、ファイバーレーザー切断技術にはより明らかな利点があり、製品の品質を向上させるだけでなく、生産サイクルを短縮し、時間コストを削減し、企業に最大の利益をもたらすことがわかります。
ファイバーレーザー切断機の切断の利点とメンテナンスコストの利点は、CO2レーザー切断機とは比較にならないため、ファイバーレーザー切断機は急速に発展しています。光ファイバーがもたらす経済的利益は、CO2よりもはるかに高いです。将来の開発動向では、ファイバーレーザー切断機が主流の地位を占めるでしょう。