کاربرد فناوری برش لیزر فیبری در صنعت هنوز تنها چند سال پیش است. بسیاری از شرکتها به مزایای لیزرهای فیبری پی بردهاند. با بهبود مستمر فناوری برش، برش لیزر فیبری به یکی از پیشرفتهترین فناوریها در صنعت تبدیل شده است. در سال ۲۰۱۴، لیزرهای فیبری از لیزرهای CO2 به عنوان بزرگترین سهم منابع لیزر پیشی گرفتند.
تکنیکهای برش پلاسما، شعله و لیزر در چندین روش برش انرژی حرارتی رایج هستند، در حالی که برش لیزری بهترین راندمان برش را ارائه میدهد، به خصوص برای برش ویژگیهای ظریف و سوراخهایی با نسبت قطر به ضخامت کمتر از ۱:۱. بنابراین، فناوری برش لیزری همچنین روش ترجیحی برای برشهای ظریف دقیق است.
برش لیزر فایبر در صنعت توجه زیادی را به خود جلب کرده است زیرا هم سرعت برش و هم کیفیت قابل دستیابی با برش لیزر CO2 را فراهم میکند و هزینههای نگهداری و عملیاتی را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد.
مزایای برش لیزر فیبری
لیزرهای فایبر کمترین هزینههای عملیاتی، بهترین کیفیت پرتو، کمترین مصرف برق و کمترین هزینههای نگهداری را به کاربران ارائه میدهند.
مهمترین و قابل توجهترین مزیت فناوری برش فیبری، باید بهرهوری انرژی آن باشد. با ماژولهای دیجیتال حالت جامد کامل لیزر فیبری و یک طراحی واحد، سیستمهای برش لیزر فیبری دارای راندمان تبدیل الکترواپتیکی بالاتری نسبت به برش لیزر دیاکسید کربن هستند. برای هر واحد توان یک سیستم برش دیاکسید کربن، میزان استفاده عمومی واقعی حدود ۸ تا ۱۰ درصد است. برای سیستمهای برش لیزر فیبری، کاربران میتوانند انتظار بهرهوری توان بالاتری، بین ۲۵ تا ۳۰ درصد، داشته باشند. به عبارت دیگر، سیستم برش فیبری حدود سه تا پنج برابر انرژی کمتری نسبت به سیستم برش دیاکسید کربن مصرف میکند که منجر به افزایش بهرهوری انرژی بیش از ۸۶ درصد میشود.
لیزرهای فیبری دارای ویژگیهای طول موج کوتاه هستند که جذب پرتو توسط ماده برش را افزایش میدهد و میتواند موادی مانند برنج و مس و همچنین مواد غیر رسانا را برش دهد. پرتو متمرکزتر، کانون کوچکتر و عمق کانونی عمیقتری ایجاد میکند، به طوری که لیزرهای فیبری میتوانند مواد نازکتر را به سرعت برش دهند و مواد با ضخامت متوسط را با کارایی بیشتری برش دهند. هنگام برش مواد تا ضخامت 6 میلیمتر، سرعت برش یک سیستم برش لیزر فیبر 1.5 کیلووات معادل سرعت برش یک سیستم برش لیزر CO2 3 کیلووات است. از آنجایی که هزینه عملیاتی برش فیبری کمتر از هزینه یک سیستم برش دی اکسید کربن معمولی است، این را میتوان به عنوان افزایش خروجی و کاهش هزینه تجاری درک کرد.
همچنین مسائل مربوط به تعمیر و نگهداری وجود دارد. سیستمهای لیزر گاز دی اکسید کربن نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند؛ آینهها نیاز به تعمیر و نگهداری و کالیبراسیون دارند و تشدیدکنندهها نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند. از سوی دیگر، راهحلهای برش لیزر فیبر تقریباً به هیچ تعمیر و نگهداری نیاز ندارند. سیستمهای برش لیزر دی اکسید کربن به دی اکسید کربن به عنوان گاز لیزر نیاز دارند. به دلیل خلوص گاز دی اکسید کربن، حفره آلوده شده و نیاز به تمیز کردن منظم دارد. برای یک سیستم CO2 چند کیلوواتی، این هزینه حداقل 20000 دلار در سال است. علاوه بر این، بسیاری از برشهای دی اکسید کربن برای تحویل گاز لیزر به توربینهای محوری پرسرعت نیاز دارند، در حالی که توربینها نیاز به تعمیر و نگهداری و نوسازی دارند. در نهایت، در مقایسه با سیستمهای برش دی اکسید کربن، راهحلهای برش فیبر فشردهتر هستند و تأثیر کمتری بر محیط زیست دارند، بنابراین به خنکسازی کمتری نیاز است و مصرف انرژی به طور قابل توجهی کاهش مییابد.
ترکیبی از نگهداری کمتر و راندمان انرژی بالاتر، به برش لیزر فیبر اجازه میدهد دی اکسید کربن کمتری منتشر کند و نسبت به سیستمهای برش لیزر دی اکسید کربن، سازگارتر با محیط زیست باشد.
لیزرهای فیبری در طیف گستردهای از کاربردها، از جمله ارتباطات فیبر نوری لیزری، کشتیسازی صنعتی، خودروسازی، پردازش ورق فلزی، حکاکی لیزری، دستگاههای پزشکی و موارد دیگر استفاده میشوند. با توسعه مداوم فناوری، زمینه کاربرد آن همچنان در حال گسترش است.
نحوه کار دستگاه برش لیزر فیبر - اصل تابش نور لیزر فیبر