De toepassing van fiberlasersnijtechnologie in de industrie is nog maar net begonnen. Veel bedrijven hebben de voordelen van fiberlasers inmiddels ingezien. Dankzij de voortdurende verbetering van de snijtechnologie is fiberlasersnijden uitgegroeid tot een van de meest geavanceerde technologieën in de industrie. In 2014 overtroffen fiberlasers de CO2-lasers als grootste laserbron.
Plasma-, vlam- en lasersnijtechnieken worden veel gebruikt bij verschillende thermische snijmethoden, terwijl lasersnijden de beste snij-efficiëntie biedt, met name voor fijne details en gaten met een diameter-dikteverhouding van minder dan 1:1. Daarom is lasersnijden ook de voorkeursmethode voor uiterst nauwkeurige snijwerkzaamheden.
Fiberlasersnijden heeft veel aandacht gekregen in de industrie, omdat het zowel de snijsnelheid als de kwaliteit biedt die met CO2-lasersnijden haalbaar zijn, en tegelijkertijd de onderhouds- en bedrijfskosten aanzienlijk verlaagt.
Voordelen van vezellasersnijden
Vezellasers bieden gebruikers de laagste bedrijfskosten, de beste straalkwaliteit, het laagste energieverbruik en de laagste onderhoudskosten.
Het belangrijkste en meest significante voordeel van glasvezelsnijtechnologie is de energie-efficiëntie. Dankzij de volledig digitale solid-state modules en het uniforme ontwerp van de glasvezellaser hebben glasvezelsnijsystemen een hogere elektro-optische conversie-efficiëntie dan koolstofdioxidelasersnijsystemen. Bij een koolstofdioxidelasersnijsysteem ligt de daadwerkelijke benutting per vermogenseenheid doorgaans tussen de 8% en 10%. Bij glasvezelsnijsystemen kunnen gebruikers een hogere energie-efficiëntie verwachten, tussen de 25% en 30%. Met andere woorden, een glasvezelsnijsysteem verbruikt ongeveer drie tot vijf keer minder energie dan een koolstofdioxidelasersnijsysteem, wat resulteert in een energie-efficiëntieverhoging van meer dan 86%.
Fiberlasers hebben een korte golflengte, waardoor de absorptie van de laserstraal door het te snijden materiaal toeneemt. Hierdoor kunnen materialen zoals messing en koper, maar ook niet-geleidende materialen, worden gesneden. Een meer geconcentreerde straal zorgt voor een kleinere focus en een grotere scherptediepte, waardoor fiberlasers dunnere materialen snel kunnen snijden en materialen van gemiddelde dikte efficiënter kunnen bewerken. Bij het snijden van materialen tot 6 mm dik is de snijsnelheid van een 1,5 kW fiberlasersnijsysteem gelijk aan die van een 3 kW CO2-lasersnijsysteem. Omdat de operationele kosten van fiberlasersnijden lager zijn dan die van een conventioneel CO2-lasersnijsysteem, resulteert dit in een hogere productiecapaciteit en lagere commerciële kosten.
Er zijn ook onderhoudsproblemen. Lasersystemen die koolstofdioxidegas gebruiken, vereisen regelmatig onderhoud; spiegels moeten worden onderhouden en gekalibreerd, en de resonatoren moeten regelmatig worden onderhouden. Lasersnijsystemen met vezellasers daarentegen vereisen vrijwel geen onderhoud. Lasersnijsystemen met koolstofdioxide gebruiken koolstofdioxide als lasergas. Vanwege de zuiverheid van koolstofdioxidegas raakt de laserholte vervuild en moet deze regelmatig worden gereinigd. Voor een CO2-systeem van meerdere kilowatt bedragen de kosten hiervoor minimaal $ 20.000 per jaar. Bovendien vereisen veel koolstofdioxide-snijprocessen snelle axiale turbines om het lasergas aan te voeren, terwijl deze turbines onderhoud en revisie vereisen. Ten slotte zijn lasersnijsystemen met vezellasers, vergeleken met koolstofdioxide-snijsystemen, compacter en hebben ze een kleinere impact op het milieu, waardoor minder koeling nodig is en het energieverbruik aanzienlijk lager is.
De combinatie van minder onderhoud en een hogere energie-efficiëntie zorgt ervoor dat lasersnijden met een vezellaser minder koolstofdioxide uitstoot en milieuvriendelijker is dan lasersnijsystemen die koolstofdioxide produceren.
Fiberlasers worden in een breed scala aan toepassingen gebruikt, waaronder glasvezelcommunicatie, industriële scheepsbouw, automobielindustrie, plaatbewerking, lasergraveren, medische apparatuur en meer. Door de voortdurende technologische ontwikkeling blijft het toepassingsgebied zich uitbreiden.
Hoe een fiberlasersnijmachine werkt — het principe van fiberlaserlichtemissie