Việc ứng dụng công nghệ cắt laser sợi quang trong ngành công nghiệp chỉ mới vài năm trở lại đây. Nhiều công ty đã nhận ra những ưu điểm của laser sợi quang. Với sự cải tiến liên tục của công nghệ cắt, cắt laser sợi quang đã trở thành một trong những công nghệ tiên tiến nhất trong ngành. Năm 2014, laser sợi quang đã vượt qua laser CO2 để trở thành nguồn laser lớn nhất.
Kỹ thuật cắt plasma, ngọn lửa và laser được sử dụng phổ biến trong một số phương pháp cắt nhiệt, trong khi cắt laser mang lại hiệu quả cắt tốt nhất, đặc biệt là đối với các chi tiết tinh xảo và cắt lỗ có tỷ lệ đường kính/độ dày nhỏ hơn 1:1. Do đó, công nghệ cắt laser cũng là phương pháp được ưa chuộng để cắt tinh xảo.
Cắt laser sợi quang nhận được nhiều sự quan tâm trong ngành vì nó cung cấp cả tốc độ cắt và chất lượng có thể đạt được bằng cắt laser CO2, đồng thời giảm đáng kể chi phí bảo trì và vận hành.
Ưu điểm của cắt laser sợi quang
Laser sợi quang mang lại cho người dùng chi phí vận hành thấp nhất, chất lượng chùm tia tốt nhất, mức tiêu thụ điện năng thấp nhất và chi phí bảo trì thấp nhất.
Ưu điểm quan trọng và đáng kể nhất của công nghệ cắt sợi quang là hiệu suất năng lượng. Với các mô-đun kỹ thuật số thể rắn hoàn chỉnh bằng laser sợi quang và thiết kế đồng nhất, hệ thống cắt laser sợi quang có hiệu suất chuyển đổi điện quang cao hơn so với cắt laser carbon dioxide. Với mỗi đơn vị công suất của hệ thống cắt carbon dioxide, mức sử dụng thực tế chung là khoảng 8% đến 10%. Đối với hệ thống cắt laser sợi quang, người dùng có thể mong đợi hiệu suất năng lượng cao hơn, từ 25% đến 30%. Nói cách khác, hệ thống cắt sợi quang tiêu thụ năng lượng ít hơn khoảng ba đến năm lần so với hệ thống cắt carbon dioxide, dẫn đến hiệu suất năng lượng tăng hơn 86%.
Laser sợi quang có đặc tính bước sóng ngắn, giúp tăng khả năng hấp thụ chùm tia của vật liệu cắt và có thể cắt các vật liệu như đồng thau, đồng đỏ và các vật liệu không dẫn điện. Chùm tia tập trung hơn tạo ra tiêu điểm nhỏ hơn và độ sâu tiêu điểm sâu hơn, do đó laser sợi quang có thể cắt nhanh các vật liệu mỏng hơn và cắt các vật liệu có độ dày trung bình hiệu quả hơn. Khi cắt vật liệu dày tới 6mm, tốc độ cắt của hệ thống cắt laser sợi quang 1,5kW tương đương với tốc độ cắt của hệ thống cắt laser CO2 3kW. Do chi phí vận hành của cắt sợi quang thấp hơn chi phí của hệ thống cắt carbon dioxide thông thường, điều này có thể được hiểu là sự gia tăng sản lượng và giảm chi phí thương mại.
Ngoài ra còn có các vấn đề về bảo trì. Hệ thống laser khí carbon dioxide cần bảo trì thường xuyên; gương cần bảo trì và hiệu chuẩn, và bộ cộng hưởng cần bảo trì thường xuyên. Mặt khác, các giải pháp cắt laser sợi quang hầu như không cần bảo trì. Hệ thống cắt laser carbon dioxide cần carbon dioxide làm khí laser. Do độ tinh khiết của khí carbon dioxide, khoang bị ô nhiễm và cần được làm sạch thường xuyên. Đối với hệ thống CO2 nhiều kilowatt, chi phí này ít nhất là 20.000 đô la mỗi năm. Ngoài ra, nhiều lần cắt carbon dioxide yêu cầu tua-bin trục tốc độ cao để cung cấp khí laser, trong khi tua-bin cần bảo trì và tân trang. Cuối cùng, so với hệ thống cắt carbon dioxide, các giải pháp cắt sợi quang nhỏ gọn hơn và ít tác động đến môi trường sinh thái hơn, do đó cần ít làm mát hơn và giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng.
Sự kết hợp giữa việc ít bảo trì và hiệu quả năng lượng cao hơn cho phép cắt laser sợi quang thải ra ít carbon dioxide hơn và thân thiện với môi trường hơn so với hệ thống cắt laser carbon dioxide.
Laser sợi quang được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm truyền thông sợi quang laser, đóng tàu công nghiệp, sản xuất ô tô, gia công kim loại tấm, khắc laser, thiết bị y tế, v.v. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, lĩnh vực ứng dụng của nó vẫn đang mở rộng.
Nguyên lý hoạt động của máy cắt laser sợi quang — Nguyên lý phát sáng của laser sợi quang