L'aplicació de la tecnologia de tall per làser de fibra a la indústria només té uns quants anys. Moltes empreses s'han adonat dels avantatges dels làsers de fibra. Amb la millora contínua de la tecnologia de tall, el tall per làser de fibra s'ha convertit en una de les tecnologies més avançades de la indústria. El 2014, els làsers de fibra van superar els làsers de CO2 com la major part de les fonts làser.
Les tècniques de tall per plasma, flama i làser són habituals en diversos mètodes de tall per energia tèrmica, mentre que el tall per làser proporciona la millor eficiència de tall, especialment per a elements fins i tall de forats amb relacions diàmetre-gruix inferiors a 1:1. Per tant, la tecnologia de tall per làser també és el mètode preferit per al tall estricte i fi.
El tall amb làser de fibra ha rebut molta atenció a la indústria perquè proporciona tant la velocitat de tall com la qualitat que es poden aconseguir amb el tall amb làser de CO2, i redueix significativament els costos de manteniment i operació.
Avantatges del tall per làser de fibra
Els làsers de fibra ofereixen als usuaris els costos operatius més baixos, la millor qualitat de feix, el menor consum d'energia i els costos de manteniment més baixos.
L'avantatge més important i significatiu de la tecnologia de tall per fibra hauria de ser la seva eficiència energètica. Amb mòduls digitals d'estat sòlid complets per làser de fibra i un únic disseny, els sistemes de tall per làser de fibra tenen eficiències de conversió electroòptica superiors al tall per làser de diòxid de carboni. Per a cada unitat de potència d'un sistema de tall per làser de diòxid de carboni, la utilització general real és d'aproximadament del 8% al 10%. Per als sistemes de tall per làser de fibra, els usuaris poden esperar una eficiència energètica més alta, entre el 25% i el 30%. En altres paraules, el sistema de tall per fibra òptica consumeix entre tres i cinc vegades menys energia que el sistema de tall per diòxid de carboni, la qual cosa resulta en un augment de l'eficiència energètica superior al 86%.
Els làsers de fibra tenen característiques de longitud d'ona curta que augmenten l'absorció del feix pel material de tall i poden tallar materials com el llautó i el coure, així com materials no conductors. Un feix més concentrat produeix un focus més petit i una profunditat de focus més profunda, de manera que els làsers de fibra poden tallar ràpidament materials més prims i tallar materials de gruix mitjà de manera més eficient. Quan es tallen materials de fins a 6 mm de gruix, la velocitat de tall d'un sistema de tall per làser de fibra d'1,5 kW és equivalent a la velocitat de tall d'un sistema de tall per làser de CO2 de 3 kW. Com que el cost operatiu del tall per fibra és inferior al cost d'un sistema de tall per diòxid de carboni convencional, això es pot entendre com un augment de la producció i una disminució del cost comercial.
També hi ha problemes de manteniment. Els sistemes làser de gas diòxid de carboni requereixen un manteniment regular; els miralls requereixen manteniment i calibratge, i els ressonadors requereixen un manteniment regular. D'altra banda, les solucions de tall amb làser de fibra gairebé no requereixen manteniment. Els sistemes de tall amb làser de diòxid de carboni requereixen diòxid de carboni com a gas làser. A causa de la puresa del gas diòxid de carboni, la cavitat està contaminada i s'ha de netejar regularment. Per a un sistema de CO2 de diversos quilowatts, això costa almenys 20.000 dòlars anuals. A més, molts talls de diòxid de carboni requereixen turbines axials d'alta velocitat per subministrar gas làser, mentre que les turbines requereixen manteniment i remodelació. Finalment, en comparació amb els sistemes de tall de diòxid de carboni, les solucions de tall amb fibra són més compactes i tenen menys impacte sobre el medi ambient, de manera que es requereix menys refrigeració i el consum d'energia es redueix significativament.
La combinació de menys manteniment i major eficiència energètica permet que el tall amb làser de fibra emeti menys diòxid de carboni i sigui més respectuós amb el medi ambient que els sistemes de tall amb làser de diòxid de carboni.
Els làsers de fibra òptica s'utilitzen en una àmplia gamma d'aplicacions, com ara les comunicacions làser per fibra òptica, la construcció naval industrial, la fabricació d'automòbils, el processament de xapa metàl·lica, el gravat làser, els dispositius mèdics i més. Amb el desenvolupament continu de la tecnologia, el seu camp d'aplicació continua expandint-se.
Com funciona la màquina de tall per làser de fibra: principi d'emissió de llum làser de fibra