ファイバーレーザー切断技術が産業界に導入されてからまだほんの数年前のことです。多くの企業がファイバーレーザーの利点を認識しています。切断技術の継続的な向上により、ファイバーレーザー切断は業界で最も先進的な技術の一つとなりました。2014年には、ファイバーレーザーはCO2レーザーを上回り、レーザー光源のシェアで最大の地位を占めました。
プラズマ、火炎、レーザー切断技術は、様々な熱エネルギー切断法において一般的ですが、レーザー切断は、特に直径と厚さの比が1:1未満の微細な形状や穴の切断において、最高の切断効率を提供します。そのため、レーザー切断技術は、厳密な微細切断にも最適な方法です。
ファイバーレーザー切断は、CO2レーザー切断と同等の切断速度と品質を提供し、メンテナンスおよび運用コストを大幅に削減できるため、業界で大きな注目を集めています。
ファイバーレーザー切断の利点
ファイバーレーザーは、ユーザーに最低の運用コスト、最高のビーム品質、最低の電力消費、最低のメンテナンスコストを提供します。
ファイバー切断技術の最も重要かつ顕著な利点は、そのエネルギー効率です。ファイバーレーザーの完全ソリッドステートデジタルモジュールと単一設計により、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システムよりも高い電気光変換効率を実現します。二酸化炭素切断システムの電力ユニットあたりの実際の利用率は約8%～10%です。ファイバーレーザー切断システムでは、25%～30%というより高い電力効率が期待できます。つまり、光ファイバー切断システムは二酸化炭素切断システムに比べて約3～5倍のエネルギー消費量しか消費せず、結果としてエネルギー効率は86%以上向上します。
ファイバーレーザーは短波長特性を有し、切断材料によるビームの吸収率を高め、真鍮や銅などの材料や非導電性材料を切断できます。ビームの集中度が高いほど焦点が小さくなり、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 CO2レーザー切断システムの切断速度と同等です。ファイバー切断の運用コストは従来の二酸化炭素切断システムよりも低いため、これは出力の増加と商業コストの削減として理解できます。
メンテナンスの問題もあります。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。ミラーにはメンテナンスと較正が必要であり、共振器に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が高いため、キャビティが汚染され、定期的に洗浄する必要があります。数キロワットのCO2システムの場合、これには少なくとも年間2万ドルのコストがかかります。さらに、多くの二酸化炭素切断では、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すが、タービンにはメンテナンスと改修が必要です。最後に、二酸化炭素切断システムと比較して、ファイバー切断ソリューションはよりコンパクトで生態環境への影響が少ないため、必要な冷却が少なく、エネルギー消費が大幅に削減されます。
メンテナンスの低減とエネルギー効率の向上により、ファイバーレーザー切断は二酸化炭素の排出量が少なくなり、二酸化炭素レーザー切断システムよりも環境に優しくなります。
ファイバーレーザーは、レーザー光ファイバー通信、産業用造船、自動車製造、板金加工、レーザー彫刻、医療機器など、幅広い用途に利用されています。技術の継続的な発展により、その応用分野は拡大し続けています。
ファイバーレーザー切断機の仕組み - ファイバーレーザーの発光原理