Zastosowanie technologii cięcia laserem światłowodowym w przemyśle nastąpiło zaledwie kilka lat temu. Wiele firm dostrzegło zalety laserów światłowodowych. Dzięki ciągłemu udoskonalaniu technologii cięcia, laser światłowodowy stał się jedną z najnowocześniejszych technologii w branży. W 2014 roku lasery światłowodowe wyprzedziły lasery CO2, stanowiąc największy udział w rynku źródeł laserowych.
Techniki cięcia plazmowego, płomieniowego i laserowego są powszechnie stosowane w wielu metodach cięcia termicznego, natomiast cięcie laserowe zapewnia najwyższą wydajność cięcia, szczególnie w przypadku cięcia drobnych detali i otworów o stosunku średnicy do grubości mniejszym niż 1:1. Dlatego technologia cięcia laserowego jest również preferowaną metodą precyzyjnego cięcia.
Cięcie laserem światłowodowym cieszy się dużym zainteresowaniem w branży, ponieważ zapewnia prędkość cięcia i jakość porównywalną z cięciem laserem CO2, a przy tym znacznie redukuje koszty konserwacji i eksploatacji.
Zalety cięcia laserem światłowodowym
Lasery światłowodowe oferują użytkownikom najniższe koszty eksploatacji, najlepszą jakość wiązki, najniższe zużycie energii i najniższe koszty konserwacji.
Najważniejszą i najbardziej znaczącą zaletą technologii cięcia światłowodowego jest jej energooszczędność. Dzięki kompletnym, półprzewodnikowym modułom cyfrowym i jednolitej konstrukcji, światłowodowe systemy cięcia laserowego charakteryzują się wyższą sprawnością konwersji elektrooptycznej niż systemy cięcia laserem CO2. Rzeczywiste ogólne wykorzystanie mocy systemu cięcia CO2 wynosi od 8% do 10%. W przypadku światłowodowych systemów cięcia laserowego użytkownicy mogą oczekiwać wyższej sprawności energetycznej, wynoszącej od 25% do 30%. Innymi słowy, światłowodowy system cięcia zużywa od trzech do pięciu razy mniej energii niż system cięcia CO2, co przekłada się na wzrost sprawności energetycznej o ponad 86%.
Lasery światłowodowe charakteryzują się krótką długością fali, która zwiększa absorpcję wiązki przez materiał tnący i może ciąć materiały takie jak mosiądz i miedź, a także materiały nieprzewodzące. Bardziej skoncentrowana wiązka zapewnia mniejsze ognisko i większą głębię ostrości, dzięki czemu lasery światłowodowe mogą szybko ciąć cieńsze materiały i wydajniej ciąć materiały o średniej grubości. W przypadku cięcia materiałów o grubości do 6 mm, prędkość cięcia lasera światłowodowego o mocy 1,5 kW jest równoważna prędkości cięcia lasera CO2 o mocy 3 kW. Ponieważ koszty eksploatacji cięcia światłowodowego są niższe niż koszty konwencjonalnego cięcia dwutlenkiem węgla, można to rozumieć jako wzrost wydajności i obniżenie kosztów komercyjnych.
Istnieją również problemy z konserwacją. Systemy laserów gazowych na dwutlenek węgla wymagają regularnej konserwacji; lustra wymagają konserwacji i kalibracji, a rezonatory również. Z drugiej strony, rozwiązania do cięcia laserem światłowodowym praktycznie nie wymagają konserwacji. Systemy cięcia laserem dwutlenkiem węgla wymagają dwutlenku węgla jako gazu laserowego. Ze względu na czystość dwutlenku węgla, komora lasera jest zanieczyszczona i wymaga regularnego czyszczenia. W przypadku wielokilowatowego systemu CO2 koszt ten wynosi co najmniej 20 000 dolarów rocznie. Ponadto, wiele systemów cięcia dwutlenkiem węgla wymaga wysokoobrotowych turbin osiowych do dostarczania gazu laserowego, a turbiny wymagają konserwacji i modernizacji. Wreszcie, w porównaniu z systemami cięcia dwutlenkiem węgla, rozwiązania do cięcia światłowodowego są bardziej kompaktowe i mają mniejszy wpływ na środowisko, co przekłada się na mniejsze zapotrzebowanie na chłodzenie i znacznie niższe zużycie energii.
Połączenie mniejszych nakładów na konserwację i wyższej efektywności energetycznej sprawia, że cięcie laserem światłowodowym powoduje mniejszą emisję dwutlenku węgla i jest bardziej przyjazne dla środowiska niż systemy cięcia laserem dwutlenkiem węgla.
Lasery światłowodowe znajdują szerokie zastosowanie, m.in. w komunikacji światłowodowej, przemyśle stoczniowym, przemyśle motoryzacyjnym, obróbce blach, grawerowaniu laserowym, urządzeniach medycznych i wielu innych. Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii, zakres ich zastosowań stale się poszerza.
Jak działa maszyna do cięcia laserem światłowodowym — zasada emisji światła lasera światłowodowego