Technologie řezání vláknovým laserem se v průmyslu začala používat teprve před několika lety. Mnoho společností si již uvědomilo výhody vláknových laserů. Díky neustálému zdokonalování technologie řezání se vláknové lasery staly jednou z nejmodernějších technologií v oboru. V roce 2014 vláknové lasery překonaly CO2 lasery jako největší podíl laserových zdrojů.
Techniky řezání plazmou, plamenem a laserem jsou běžné u několika metod řezání tepelnou energií, přičemž laserové řezání poskytuje nejlepší účinnost řezání, zejména pro jemné prvky a řezání otvorů s poměrem průměru k tloušťce menším než 1:1. Technologie laserového řezání je proto také preferovanou metodou pro přesné jemné řezání.
Řezání vláknovým laserem se v průmyslu těší velké pozornosti, protože poskytuje jak rychlost řezání, tak kvalitu dosažitelnou řezáním CO2 laserem a výrazně snižuje náklady na údržbu a provoz.
Výhody řezání vláknovým laserem
Vláknové lasery nabízejí uživatelům nejnižší provozní náklady, nejlepší kvalitu paprsku, nejnižší spotřebu energie a nejnižší náklady na údržbu.
Nejdůležitější a nejvýznamnější výhodou technologie řezání vlákny by měla být její energetická účinnost. Díky kompletním digitálním modulům s polovodičovým vláknovým laserem a jednotné konstrukci mají systémy řezání vláknovým laserem vyšší účinnost elektrooptické konverze než řezání laserem s oxidem uhličitým. Na každou výkonovou jednotku systému řezání oxidem uhličitým je skutečné celkové využití přibližně 8 % až 10 %. U systémů řezání vláknovým laserem mohou uživatelé očekávat vyšší energetickou účinnost, mezi 25 % a 30 %. Jinými slovy, systém řezání optickými vlákny spotřebovává přibližně třikrát až pětkrát méně energie než systém řezání oxidem uhličitým, což vede ke zvýšení energetické účinnosti o více než 86 %.
Vláknové lasery mají charakteristiky krátkých vlnových délek, které zvyšují absorpci paprsku řezaným materiálem a dokáží řezat materiály, jako je mosaz a měď, a také nevodivé materiály. Koncentrovanější paprsek vytváří menší ohnisko a hlubší hloubku ostrosti, takže vláknové lasery dokáží rychle řezat tenčí materiály a efektivněji řezat materiály střední tloušťky. Při řezání materiálů o tloušťce do 6 mm je rychlost řezání vláknovým laserovým řezacím systémem o výkonu 1,5 kW ekvivalentní rychlosti řezání 3kW CO2 laserovým řezacím systémem. Vzhledem k tomu, že provozní náklady na řezání vláken jsou nižší než náklady na konvenční řezací systém s oxidem uhličitým, lze to chápat jako zvýšení výkonu a snížení komerčních nákladů.
Existují také problémy s údržbou. Systémy s laserem na bázi oxidu uhličitého vyžadují pravidelnou údržbu; zrcadla vyžadují údržbu a kalibraci a rezonátory vyžadují pravidelnou údržbu. Na druhou stranu, řešení pro řezání vláknovým laserem nevyžadují téměř žádnou údržbu. Systémy pro řezání laserem na bázi oxidu uhličitého vyžadují jako laserový plyn oxid uhličitý. Vzhledem k čistotě oxidu uhličitého je dutina znečištěna a je třeba ji pravidelně čistit. U systému s CO2 o výkonu více kilowattů to stojí nejméně 20 000 dolarů ročně. Kromě toho mnoho řezání oxidem uhličitým vyžaduje pro dodávku laserového plynu vysokorychlostní axiální turbíny, zatímco turbíny vyžadují údržbu a renovaci. A konečně, ve srovnání se systémy pro řezání oxidem uhličitým jsou řešení pro řezání vlákny kompaktnější a mají menší dopad na životní prostředí, takže je zapotřebí méně chlazení a spotřeba energie je výrazně snížena.
Kombinace menších nároků na údržbu a vyšší energetické účinnosti umožňuje řezání vláknovým laserem emitovat méně oxidu uhličitého a je šetrnější k životnímu prostředí než systémy řezání laserem s oxidem uhličitým.
Vláknové lasery se používají v široké škále aplikací, včetně laserové optické komunikace, průmyslového stavby lodí, automobilového průmyslu, zpracování plechů, laserového gravírování, lékařských přístrojů a dalších. S neustálým rozvojem technologií se jejich oblast použití stále rozšiřuje.
Jak funguje vláknový laserový řezací stroj – princip vyzařování světla vláknovým laserem