Aplicarea tehnologiei de tăiere cu laser cu fibră în industrie datează de doar câțiva ani. Multe companii au realizat avantajele laserelor cu fibră. Odată cu îmbunătățirea continuă a tehnologiei de tăiere, tăierea cu laser cu fibră a devenit una dintre cele mai avansate tehnologii din industrie. În 2014, laserele cu fibră au depășit laserele cu CO2 ca cea mai mare pondere a surselor laser.
Tehnicile de tăiere cu plasmă, flacără și laser sunt comune în mai multe metode de tăiere cu energie termică, în timp ce tăierea cu laser oferă cea mai bună eficiență de tăiere, în special pentru caracteristici fine și tăierea găurilor cu raporturi diametru-grosime mai mici de 1:1. Prin urmare, tehnologia de tăiere cu laser este, de asemenea, metoda preferată pentru tăierea fină strictă.
Tăierea cu laser cu fibră a primit multă atenție în industrie, deoarece oferă atât viteza de tăiere, cât și calitatea realizabilă cu tăierea cu laser CO2 și reduce semnificativ costurile de întreținere și operare.
Avantajele tăierii cu laser cu fibră
Laserele cu fibră oferă utilizatorilor cele mai mici costuri de operare, cea mai bună calitate a fasciculului, cel mai mic consum de energie și cele mai mici costuri de întreținere.
Cel mai important și semnificativ avantaj al tehnologiei de tăiere cu fibră optică ar trebui să fie eficiența sa energetică. Cu module digitale complete în stare solidă cu laser cu fibră și un design unic, sistemele de tăiere cu laser cu fibră au o eficiență de conversie electro-optică mai mare decât tăierea cu laser cu dioxid de carbon. Pentru fiecare unitate de putere a unui sistem de tăiere cu dioxid de carbon, utilizarea generală reală este de aproximativ 8% până la 10%. Pentru sistemele de tăiere cu laser cu fibră, utilizatorii se pot aștepta la o eficiență energetică mai mare, între 25% și 30%. Cu alte cuvinte, sistemul de tăiere cu fibră optică consumă de aproximativ trei până la cinci ori mai puțină energie decât sistemul de tăiere cu dioxid de carbon, rezultând o creștere a eficienței energetice de peste 86%.
Laserele cu fibră au caracteristici de lungime de undă scurtă care cresc absorbția fasciculului de către materialul de tăiere și pot tăia materiale precum alama și cuprul, precum și materiale neconductoare. Un fascicul mai concentrat produce un focar mai mic și o adâncime de focar mai mare, astfel încât laserele cu fibră pot tăia rapid materiale mai subțiri și mai eficient materiale cu grosime medie. La tăierea materialelor cu grosimea de până la 6 mm, viteza de tăiere a unui sistem de tăiere cu laser cu fibră de 1,5 kW este echivalentă cu viteza de tăiere a unui sistem de tăiere cu laser CO2 de 3 kW. Deoarece costul de operare al tăierii cu fibră este mai mic decât costul unui sistem convențional de tăiere cu dioxid de carbon, acest lucru poate fi înțeles ca o creștere a producției și o scădere a costului comercial.
Există, de asemenea, probleme de întreținere. Sistemele laser cu dioxid de carbon necesită întreținere regulată; oglinzile necesită întreținere și calibrare, iar rezonatoarele necesită întreținere regulată. Pe de altă parte, soluțiile de tăiere cu laser cu fibră necesită aproape deloc întreținere. Sistemele de tăiere cu laser cu dioxid de carbon necesită dioxid de carbon ca gaz laser. Datorită purității gazului de dioxid de carbon, cavitatea este poluată și trebuie curățată în mod regulat. Pentru un sistem CO2 de mai mulți kilowați, acest lucru costă cel puțin 20.000 de dolari pe an. În plus, multe tăieri cu dioxid de carbon necesită turbine axiale de mare viteză pentru a furniza gaz laser, în timp ce turbinele necesită întreținere și recondiționare. În cele din urmă, în comparație cu sistemele de tăiere cu dioxid de carbon, soluțiile de tăiere cu fibră sunt mai compacte și au un impact mai mic asupra mediului ecologic, astfel încât este necesară mai puțină răcire, iar consumul de energie este redus semnificativ.
Combinația dintre o întreținere redusă și o eficiență energetică mai mare permite tăierii cu laser cu fibră să emită mai puțin dioxid de carbon și este mai ecologică decât sistemele de tăiere cu laser cu dioxid de carbon.
Laserele cu fibră sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații, inclusiv comunicații cu fibră optică laser, construcții navale industriale, producție auto, prelucrarea tablei metalice, gravarea cu laser, dispozitive medicale și multe altele. Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei, domeniul lor de aplicare este în continuă extindere.
Cum funcționează mașina de tăiere cu laser cu fibră — principiul emițătorului de lumină cu laser cu fibră