Công nghệ cắt laser sợi quang mới chỉ được ứng dụng trong công nghiệp vài năm trở lại đây. Nhiều công ty đã nhận ra ưu điểm của laser sợi quang. Với sự cải tiến không ngừng 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 chiếm thị phần lớn nhất trong các nguồn laser.
Các kỹ thuật cắt bằng plasma, ngọn lửa và laser rất phổ biến trong nhiều phương pháp cắt bằng năng lượng nhiệt, trong đó cắt laser mang lại hiệu quả cắt tốt nhất, đặc biệt là đối với việc cắt các chi tiết nhỏ và lỗ có tỷ lệ đường kính trên độ dày nhỏ hơn 1:1. Do đó, công nghệ cắt laser cũng là phương pháp được ưu tiên cho việc cắt chính xác cao.
Cắt bằng laser sợi quang đã nhận được rất nhiều sự chú ý trong ngành công nghiệp vì nó cung cấp cả tốc độ và chất lượng cắt tương đương với cắt bằng laser CO2, đồng thời giảm đáng kể chi phí bảo trì và vận hành.
Ưu điểm của việc cắt bằng 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 nổi bật nhất của công nghệ cắt bằng sợi quang chính là hiệu quả năng lượng. Với các mô-đun kỹ thuật số bán dẫn hoàn chỉnh và thiết kế đơn nhất, hệ thống cắt bằng laser sợi quang có hiệu suất chuyển đổi điện quang cao hơn so với cắt bằng laser carbon dioxide. Đối với mỗi đơn vị năng lượng của hệ thống cắt bằng laser carbon dioxide, hiệu suất sử dụng thực tế thường chỉ khoảng 8% đến 10%. Với hệ thống cắt bằng laser sợi quang, người dùng có thể kỳ vọng hiệu suất năng lượng cao hơn, từ 25% đến 30%. Nói cách khác, hệ thống cắt bằng sợi quang tiêu thụ năng lượng ít hơn khoảng ba đến năm lần so với hệ thống cắt bằng laser carbon dioxide, dẫn đến hiệu quả năng lượng tăng hơn 86%.
Laser sợi quang có đặc tính bước sóng ngắn, giúp tăng khả năng hấp thụ chùm tia bởi vật liệu cần cắt và có thể cắt các vật liệu như đồng thau và đồng cũng như các vật liệu không dẫn điện. Chùm tia tập trung hơn tạo ra tiêu điểm nhỏ hơn và độ sâu tiêu điểm lớn 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 đến 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. Vì chi phí vận hành của việc cắt bằng laser sợi quang thấp hơn so với chi phí của hệ thống cắt bằng laser 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 cũng cần bảo trì định kỳ. Mặt khác, 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 cộng hưởng bị ô nhiễm và cần được làm sạch thường xuyên. Đối với hệ thống CO2 công suất nhiều kilowatt, chi phí này ít nhất là 20.000 đô la mỗi năm. Thêm vào đó, nhiều hệ thống cắt carbon dioxide yêu cầu tuabin hướng trục tốc độ cao để cung cấp khí laser, trong khi tuabin cần bảo trì và tân trang. Cuối cùng, so với hệ thống cắt carbon dioxide, giải pháp cắt laser sợi quang nhỏ gọn hơn và ít tác động đến môi trường sinh thái hơn, do đó cần ít hệ thống làm mát hơn và tiêu thụ năng lượng giảm đáng kể.
Sự kết hợp giữa chi phí bảo trì thấp hơn và hiệu suất năng lượng cao hơn cho phép cắt laser sợi quang phát thải ít khí 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 khác nhau, bao gồm truyền thông quang học laser, đóng tàu công nghiệp, sản xuất ô tô, gia công kim loại tấm, khắc laser, thiết bị y tế, và nhiều lĩnh vực khác. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, lĩnh vực ứng dụng của nó vẫn đang tiếp tục mở rộng.
Cách thức hoạt động của máy cắt laser sợi quang — nguyên lý phát sáng của laser sợi quang