Преимущества оптоволоконных станков лазерной резки

КрасМеталлМонтаж 23.02.2023 18.10.2023 2790.0

Общее сравнение возможностей оптоволоконных и газовых установок для лазерной резки.
Основные технологические и экономические различия между этими классами оборудования.


В этой статье:


Принципиальная схема резки металла с помощью лазера

Схема резки металла с помощью лазера

Пример реального процесса лазерной резки показан в коротком видеоролике:


Различие между оптоволоконными и газовыми лазерными станками

Сравнивая два типа лазеров, оптоволоконный и газовый (СО2), необходимо отметить их конструктивные отличия, обуславливающие область применения и спектр обрабатываемых материалов. Кроме того, следует учитывать экономические затраты, непосредственно влияющие на стоимость конечных изделий.

В общем и целом, оптоволоконный лазер, генерируя лазерное излучение непосредственно в гибком волокне, позволяет выводить полученное излучение напрямую к лазерной фокусирующей головке, без применения сложной оптической системы зеркал. При этом не требуется частой юстировки и технического обслуживания режущей головки станка.

Системы с газовым (СО2) лазером сложнее технически, имеют большие габариты самой установки, а также имеют значительно большее энергопотребление по сравнению с волоконным лазером. В части энергопотребления можно отметить и разное значение КПД этих видов лазеров. Так, для волоконного лазера КПД достигает 25%, у газового лазера эта цифра находится в пределах 10%.

Есть и другие отличия оборудования, в основе которых лежат разные типы лазерного излучения.

Основные преимущества оптоволоконных лазерных установок:

  • Относительно небольшие габариты, что позволяет размещать его на значительно меньшей площади.
  • Благодаря гибкому волокну не требуется сложной оптической системы и её периодической юстировки и чистки.
  • Относительно небольшое общее энергопотребление установок (порядка 30кВт).
  • Нет потребности в технологических газах для лазерного генератора.
  • Достаточно простая и надёжная система охлаждения.
  • Большой ресурс работы лазера, до 100 тысяч часов работы.
  • Минимум расходных материалов, их невысокая стоимость и малая частота замены.
  • Возможность обработки цветных металлов: латуни, меди, серебра.

Основной недостаток оптоволоконных лазерных установок – обработке подлежат только металлы.

Основные отличия газовых (СО2) лазерных установок

  • Большие габариты, сложная система охлаждения.
  • Наличие сложной оптики, требующей периодической юстировки квалифицированным персоналом.
  • Значительное энергопотребление установки в целом, низкий КПД лазера (не выше 10%).
  • Потребность в технологических газах для лазерного генератора, их высокое качество и стоимость.
  • Дорогостоящее обслуживание установки, обходящееся в несколько сотен тысяч рублей в год.
  • Возможность обработки неметаллов: оргстекло, акрил, фанера, резина, паронит, текстолит.
  • Невозможность обработки цветных металлов: латуни, меди, серебра

Отличительные особенности оптоволоконных лазеров

Длина волны излучения у волоконного лазера 1,09 мкм. Это дает волоконному лазеру ряд преимуществ с точки зрения оптических свойств:

  • Излучение с такой длиной волны прекрасно фокусируется через стеклянные линзы, что позволяет сэкономить денежные средства при установке фокусирующей системы.
  • Излучение с такой длиной волны может передаваться по волокну на достаточно большие расстояния. Поэтому сама лазерная установка может находиться в удобном для обслуживания месте, а гибкое волокно от лазерной установки протягивается уже непосредственно к месту сварки.
  • Такое коротковолновое излучение интенсивно поглощается металлом, давая дополнительные преимущества:
    • малый размер выходной апертуры луча (300 мкм), можно сфокусировать луч в очень маленькую точку;
    • малая расходимость луча, что, соответственно, позволяет увеличить фокусное расстояние.

Энергетические преимущества оптоволоконных лазеров:

  • У волоконного лазера высокий КПД источника (до 35%), в то время как у других лазеров КПД достаточно мал. Например, у газовых лазеров он составляет порядка 5%.
  • Возможность создания излучателей высокой мощности до 100 кВт путём объединения излучений нескольких волоконных лазеров в один выходной пучок.
  • Малая теплоотдача, не требуется интенсивное охлаждение, а значит снижается и суммарное потребление энергии и лазер становится компактнее и проще в обслуживании и ремонте.

Технологические преимущества оптоволоконных лазеров:

  • Практически не требуется такое техническое обслуживание как настройка, юстировка, чистка и др.
  • Отсутствие потребности в особочистых технологических газах допускает размещение в обычных рабочих помещениях цехов, без учета специальных требований по вентиляции и отводу отработанных газов.
  • Возможность передачи излучения по достаточно длинному гибкому световоду.
  • Компактность установок, обусловленная тем, что лазер может занимать удобное для работы месторасположение, даже если оно находится на значительном расстоянии от места сварки и обработки деталей.
  • Длительный срок службы (до 100 тысяч часов), излучающие диоды и волокно не испытывают большой нагрузки.
  • Отсутствие настроечных операций на лазере, простота позиционирования лазерной головки.
  • Стеклянная оптика (использование стеклянных фокусирующих линз) снижает затраты на фокусирующую систему.
  • Высокая эффективность проплавления металла, увеличивающая скорость обработки.

Дополнительные ссылки, техническая информация

Для лучшего понимания особенностей выполнения работ по лазерной резке, перед подачей заявки на эти услуги рекомендуем ознакомится со следующими материалами:

Дополнительная техническая информация о применяемом оборудовании:

Так держать! :)
Оборудование и технологии

URLПоделиться

Всего комментариев: 0
close