Технология волоконной лазерной резки начала применяться в промышленности всего несколько лет назад. Многие компании уже оценили преимущества волоконных лазеров. Благодаря постоянному совершенствованию технологий резки, волоконный лазер стал одной из самых передовых технологий в отрасли. В 2014 году волоконные лазеры обогнали CO2-лазеры по доле используемых лазерных источников.
Плазменная, газопламенная и лазерная резка широко распространены среди различных методов термической резки, при этом лазерная резка обеспечивает наибольшую эффективность, особенно при обработке мелких деталей и вырезании отверстий с соотношением диаметра к толщине менее 1:1. Поэтому лазерная резка также является предпочтительным методом для точной резки.
Резка волоконным лазером получила большое внимание в отрасли, поскольку она обеспечивает как скорость, так и качество резки, достигаемые при резке CO2-лазером, а также значительно снижает затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.
Преимущества волоконной лазерной резки
Волоконные лазеры обеспечивают пользователям самые низкие эксплуатационные расходы, самое лучшее качество луча, самое низкое энергопотребление и самые низкие затраты на техническое обслуживание.
Важнейшим и значимым преимуществом технологии волоконной резки является её энергоэффективность. Благодаря использованию твердотельных цифровых модулей волоконного лазера и единой конструкции, системы волоконной лазерной резки обладают более высокой эффективностью электрооптического преобразования, чем системы резки на углекислом газе. Фактическая общая эффективность каждого блока питания системы резки на углекислом газе составляет около 8–10%. Для систем волоконной лазерной резки пользователи могут рассчитывать на более высокую энергоэффективность – от 25 до 30%. Другими словами, система волоконной лазерной резки потребляет примерно в три–пять раз меньше энергии, чем система резки на углекислом газе, что обеспечивает повышение энергоэффективности более чем на 86%.
Коротковолновые характеристики волоконных лазеров увеличивают поглощение луча разрезаемым материалом и позволяют резать такие материалы, как латунь и медь, а также непроводящие материалы. Более концентрированный луч обеспечивает меньшую фокусировку и большую глубину резкости, благодаря чему волоконные лазеры могут быстро резать более тонкие материалы и более эффективно резать материалы средней толщины. При резке материалов толщиной до 6 мм скорость резки волоконным лазером мощностью 1,5 кВт эквивалентна скорости резки CO2-лазером мощностью 3 кВт. Поскольку эксплуатационные расходы на волоконную резку ниже, чем на традиционную систему резки углекислым газом, это можно рассматривать как увеличение производительности и снижение коммерческих затрат.
Существуют также проблемы с обслуживанием. Системы лазерной резки на углекислом газе требуют регулярного обслуживания; зеркала требуют обслуживания и калибровки, а резонаторы также требуют регулярного обслуживания. С другой стороны, решения для резки на волоконном лазере практически не требуют обслуживания. Системы резки на углекислом газе требуют углекислого газа в качестве лазерного газа. Из-за чистоты углекислого газа резонатор загрязняется и требует регулярной очистки. Для многокиловаттной системы CO2 это обходится не менее чем в 20 000 долларов в год. Кроме того, для многих операций резки на углекислом газе требуются высокоскоростные осевые турбины для подачи лазерного газа, в то время как турбины требуют обслуживания и ремонта. Наконец, по сравнению с системами резки на углекислом газе, решения для резки на волоконном лазере более компактны и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, поэтому требуется меньше охлаждения и значительно снижается потребление энергии.
Сочетание меньшей необходимости в обслуживании и более высокой энергоэффективности позволяет волоконному лазеру выделять меньше углекислого газа и делает его более экологичным, чем системы резки углекислым лазером.
Волоконные лазеры используются в широком спектре приложений, включая лазерную волоконно-оптическую связь, промышленное судостроение, автомобилестроение, обработку листового металла, лазерную гравировку, производство медицинских приборов и многое другое. Благодаря постоянному развитию технологий область их применения продолжает расширяться.
Как работает станок для резки волоконным лазером — принцип излучения света волоконным лазером