Uporaba tehnologije rezanja z vlaknenim laserjem v industriji se je začela šele pred nekaj leti. Številna podjetja so že spoznala prednosti vlaknenih laserjev. Z nenehnim izboljševanjem tehnologije rezanja je vlakneni laserski razrez postal ena najnaprednejših tehnologij v industriji. Leta 2014 so vlakneni laserji presegli CO2 laserje kot največji laserski vir.
Tehnike rezanja s plazmo, plamenom in laserjem so pogoste pri več metodah rezanja s toplotno energijo, medtem ko lasersko rezanje zagotavlja najboljšo učinkovitost rezanja, zlasti pri finih lastnostih in rezanju lukenj z razmerjem med premerom in debelino manj kot 1:1. Zato je tehnologija laserskega rezanja tudi prednostna metoda za strogo fino rezanje.
Razrez z vlaknenim laserjem je v industriji deležen velike pozornosti, saj zagotavlja tako hitrost rezanja kot kakovost, ki jo je mogoče doseči z razrezom s CO2 laserjem, ter znatno zmanjšuje stroške vzdrževanja in obratovanja.
Prednosti rezanja z vlaknenim laserjem
Vlaknasti laserji uporabnikom ponujajo najnižje obratovalne stroške, najboljšo kakovost žarka, najnižjo porabo energije in najnižje stroške vzdrževanja.
Najpomembnejša in najpomembnejša prednost tehnologije rezanja vlaken bi morala biti njena energetska učinkovitost. Z vlakenskim laserskim kompletom trdnih digitalnih modulov in enotno zasnovo imajo sistemi za rezanje z vlakenskim laserjem učinkovitost elektrooptične pretvorbe višjo kot pri rezanju z ogljikovim dioksidom. Za vsako napajalno enoto sistema za rezanje z ogljikovim dioksidom je dejanska splošna izkoriščenost približno 8 % do 10 %. Pri sistemih za rezanje z vlakenskim laserjem lahko uporabniki pričakujejo višjo energetsko učinkovitost, med 25 % in 30 %. Z drugimi besedami, sistem za rezanje z optičnimi vlakni porabi približno tri- do petkrat manj energije kot sistem za rezanje z ogljikovim dioksidom, kar ima za posledico povečanje energetske učinkovitosti za več kot 86 %.
Vlaknasti laserji imajo kratkovalovne značilnosti, ki povečajo absorpcijo žarka s strani rezalnega materiala in lahko režejo materiale, kot sta medenina in baker, pa tudi neprevodne materiale. Bolj koncentriran žarek ustvari manjši fokus in večjo globino ostrenja, tako da lahko vlaknasti laserji hitro režejo tanjše materiale in učinkoviteje režejo materiale srednje debeline. Pri rezanju materialov debeline do 6 mm je hitrost rezanja 1,5 kW sistema za vlaknasto lasersko rezanje enakovredna hitrosti rezanja 3 kW sistema za CO2 lasersko rezanje. Ker so obratovalni stroški rezanja vlaken nižji od stroškov običajnega sistema za rezanje z ogljikovim dioksidom, lahko to razumemo kot povečanje proizvodnje in zmanjšanje komercialnih stroškov.
Pojavijo se tudi težave z vzdrževanjem. Sistemi za lasersko rezanje z ogljikovim dioksidom zahtevajo redno vzdrževanje; ogledala zahtevajo vzdrževanje in kalibracijo, resonatorji pa zahtevajo redno vzdrževanje. Po drugi strani pa rešitve za lasersko rezanje z vlakni skoraj ne potrebujejo vzdrževanja. Sistemi za lasersko rezanje z ogljikovim dioksidom zahtevajo ogljikov dioksid kot laserski plin. Zaradi čistosti ogljikovega dioksida je votlina onesnažena in jo je treba redno čistiti. Za večkilovatni sistem CO2 to stane vsaj 20.000 dolarjev na leto. Poleg tega številni rezi z ogljikovim dioksidom zahtevajo visokohitrostne aksialne turbine za dovajanje laserskega plina, medtem ko turbine zahtevajo vzdrževanje in obnovo. Nenazadnje so rešitve za rezanje z vlakni v primerjavi s sistemi za rezanje z ogljikovim dioksidom bolj kompaktne in imajo manjši vpliv na okolje, zato je potrebno manj hlajenja in poraba energije je znatno zmanjšana.
Kombinacija manj vzdrževanja in večje energetske učinkovitosti omogoča, da lasersko rezanje z vlakni oddaja manj ogljikovega dioksida in je okolju prijaznejše od sistemov za lasersko rezanje z ogljikovim dioksidom.
Vlaknasti laserji se uporabljajo v številnih aplikacijah, vključno z laserskimi komunikacijami z optičnimi vlakni, industrijskim ladjedelništvom, avtomobilsko industrijo, obdelavo pločevine, laserskim graviranjem, medicinskimi pripomočki in še več. Z nenehnim razvojem tehnologije se njihovo področje uporabe še vedno širi.
Kako deluje stroj za rezanje z vlaknenim laserjem – načelo oddajanja svetlobe z vlaknenim laserjem