Laser CO₂ vs laser à fibre : lequel choisir ?

« Les découpeuses laser sont abondamment utilisées dans les industries du travail du métal et du plastique. Ils deviennent indispensables pour couper presque tous les matériaux, des plastiques techniques aux métaux à haute résistance. "

Pour les experts de l’ découpe au laser, vous trouverez deux types de lasers : les lasers CO₂ et les lasers à fibre. Chaque type présente des forces et des faiblesses que vous devez prendre en compte, en fonction de vos besoins particuliers. Les lasers à fibre sont parfaits pour découper une large gamme de matériaux et sont beaucoup plus rapides que les autres types. Ils sont plus efficaces pour les feuilles minces, c'est-à-dire 5 mm et moins. Néanmoins, les lasers CO₂ peuvent couper plus efficacement des matériaux plus épais (5 à 20 mm) que les découpeurs plasma CNC. 

Les lasers CO₂ assistés par oxygène sont principalement utilisés pour des matériaux très épais comme l'acier jusqu'à 100 mm. Ce blog vise à mettre en évidence les principales distinctions entre deux types de découpeuses laser, CO₂ et lasers à fibre, à connaître lors du choix des services ou de l'achat de matériel.

Qu’est-ce que la découpe laser CO₂ ?

Découpe Laser CO₂

Le laser CO₂ fonctionne en appliquant un champ électrique à un tube rempli de gaz, ce qui provoque la vibration des molécules du dioxyde de carbone. Ce tube comprend de l'azote (N2), du dioxyde de carbone (CO₂), de l'hélium et une petite quantité d'hydrogène et de xénon. Le champ électrique fait vibrer les molécules de N2 et elles libèrent de l'énergie vers les molécules de CO₂ par oscillation sympathique. Ce processus chauffe les atomes d'hélium ; ainsi, ils émettent des photons et produisent de la lumière laser. Les lasers CO₂ ont deux fréquences principales de lumière laser et leur large gamme d'utilisations les rend populaires dans de nombreuses applications en raison de leur polyvalence et de leur efficacité. Les lasers CO₂ sont connus pour émettre un rayonnement infrarouge, très efficace en raison de leurs ondes électromagnétiques basse fréquence. Ces lasers offrent plusieurs avantages : 

• Construction simple : Cependant, la physique complexe des lasers CO₂ est la plus simple à construire. 
• Large plage de puissance : ils peuvent être ajustés pour obtenir des puissances de sortie allant de milliwatts à des kilowatts élevés.
• Rentable : les lasers CO₂ sont moins chers à produire que les autres types disponibles sur le marché.  
• Faisceau continu : de tels systèmes offrent un faisceau constant avec une puissance de sortie maximale à tout moment.  
• Évolutivité : une augmentation de la puissance peut être obtenue en utilisant un tube plus long.
• Capacité de réglage Q : en ajustant les composants du miroir, les lasers CO₂ peuvent être commutés en Q, permettant une puissance d'impulsion élevée.

De plus, les développements récents tels que les lasers à dalle CO₂ à flux de gaz RF ont considérablement amélioré le rendement, la durée de vie du produit et l'efficacité globale.

Qu'est-ce que la découpe laser fibre ?

Un laser à fibre est un laser construit en utilisant un câble à fibre optique comme noyau. La lumière est injectée dans la fibre à l’aide d’une petite diode laser qui fait office de source de pompe. La fibre optique contient des dopants utilisés pour amplifier la lumière. Le laser fonctionne en une série d'étapes : la source de pompe produit de la lumière et le guide à fibre optique, qui est gainé, capte la lumière et en conserve la majeure partie. La lumière pénètre dans la cavité laser, interagit avec les dopants des terres rares, produisant plus de lumière par excitation et relaxation électronique. Cette procédure est responsable de la fréquence de la lumière laser qui sera émise.  

Coupe au laser à fibre

Le dopant ytterbium, un émetteur de 1064 XNUMX nm, est le plus courant dans applications de découpe laser. La lumière générée à l’intérieur de la cavité laser est réfléchie par des réseaux de Bragg à fibres agissant comme des réflecteurs internes, maintenant la lumière dans la cavité. L'autre type de réseau de Bragg à fibre est une porte optique qui laisse passer une partie de la lumière et en réfléchit la majeure partie dans la cavité. La lumière laser quitte ensuite la cavité à travers un guide de fibre hautement collimaté (c'est-à-dire que c'est presque la fin du voyage (très parallèle) à cette étape. Le faisceau est ensuite focalisé à travers une lentille, qui produit la forme et la forme requises. diamètre pour la procédure de coupe.

Les lasers à fibre, en tant que catégorie spécialisée de lasers à semi-conducteurs, offrent plusieurs avantages clés par rapport aux autres types de techniques de coupe.

• Fonctions sans entretien sur des périodes prolongées, ce qui réduit les temps d'arrêt et les coûts de maintenance. 
• Flexibilité grâce à la facilité d’intégration dans différents équipements et systèmes, augmentant la polyvalence et l’adaptabilité. 
• Fiabilité et stabilité constantes et inébranlables pendant le fonctionnement, garantissant des performances élevées. 
• Faisceaux de haute qualité avec moins de bruit et un scintillement minimal à basse fréquence, adaptés aux applications de haute précision.
• Les conceptions compactes et portables des lasers à fibre permettent aux fabricants de produits de transporter facilement les découpeurs et de gagner de la place.
• Par rapport aux systèmes électriques de même capacité, le faible coût initial offre une solution rentable.
• Ils peuvent résister ou supporter diverses conditions météorologiques, y compris les variations de température, ce qui en fait des choix idéaux pour différents environnements.

Quels matériaux courants chaque type peut-il couper ?

Découpe laser de tuyaux en acier inoxydable

Les lasers CO₂ sont notamment considérés comme les meilleurs équipements ou ustensiles de découpe pour les matériaux non métalliques et non ferreux, notamment l'acrylique, le papier, le bois, le cuir, les plastiques et la céramique. D’un autre côté, les lasers à fibre sont plus polyvalents et peuvent également découper de nombreux matériaux exotiques, notamment les métaux, le verre, l’acrylique et les cartes épaisses. Les lasers à fibre ont une productivité de découpe très élevée pour les métaux jusqu'à 20 mm d'épaisseur et peuvent également être utilisés pour des matériaux tels que l'acrylique et le papier.

Différence entre le laser à fibre et le laser CO₂

À l'inverse, les lasers CO₂ nécessitent une puissance plus élevée pour découper un produit ou une pièce de même dimension que les lasers à fibre, ce qui pourrait alors avoir tendance à entraîner des coûts opérationnels plus élevés sur le budget de développement du produit. 

Lequel est le plus sûr à utiliser ? CO₂ ou Fibre Laser ? Les lasers au CO₂ et à fibre présentent les mêmes risques pour la sécurité, car leurs densités de puissance sont similaires. Ils peuvent également émettre une lumière parasite nocive. Néanmoins, les lasers CO₂ sont généralement plus grands et plus dangereux que les lasers à fibre de puissance égale. Par conséquent, les générateurs laser CO₂ doivent être conçus pour des applications à haut risque.

Par conséquent, les lasers CO₂ sont plus adaptables et plus abordables en termes de coût d’investissement initial que les lasers à fibre. Les lasers à fibre possèdent en outre une haute précision de découpe par rapport aux lasers CO₂. Ils ont également une durée de vie beaucoup plus longue, environ 25,000 10 heures de travail, soit XNUMX fois plus longue que les lasers CO₂ standards. De plus, l’avantage des services de remise à neuf des lasers à fibre les rend indispensables et relativement percutants par rapport aux outils laser CO₂.. 

Différences de puissance entre chaque type de découpe laser

Les lasers CO₂ se déclinent en plusieurs Power Rangers, allant de quelques watts à 100 kW. Dans le cas des lasers CO₂, plus le laser est long, plus la qualité du faisceau est faible si la puissance est élevée. De plus, ils ne sont pas très efficaces et nécessitent une capacité inférieure d'environ 5 à 10 %. Cette cause conduit à utiliser des besoins en liquide de refroidissement pendant les opérations jusqu'à la formation de la pièce.

Par rapport aux lasers à fibre, la plage de puissance des fibres dopées à l'ytterbium de faible puissance est similaire à celle des lasers CO₂ mais peut atteindre jusqu'à 1 MW pour des unités plus grandes et plus coûteuses. Ces lasers à fibre sont très efficaces et peuvent atteindre des rendements allant jusqu'à 90 %, ce qui réduit le besoin de refroidissement, même dans les petits appareils. 

La différence de longueur d'onde optimale entre chaque type

La longueur d'onde d'un laser CO₂ est environ dix fois plus longue que celle d'un laser à fibre. Les lasers CO₂ émettent une lumière d'environ 10.6 µm ou 9 µm). De plus, différents types de lasers à fibre produisent de la lumière à différentes longueurs d'onde, autour de 532 nm pour les lasers verts et de 1064 XNUMX nm pour les lasers à fibre dopée à l'ytterbium.

Fibre contre. Découpe laser CO₂ : qu'est-ce qui est le plus cher ?

En ce qui concerne le coût d’investissement, les lasers à fibre nécessitent un investissement initial par watt plus élevé que les lasers CO₂. Mais les lasers à fibre, en raison de leur durée de vie fonctionnelle et de leurs performances plus longues, s'avèrent souvent être une solution plus économique à long terme. 

De plus, les lasers à fibre déploient une efficacité opérationnelle beaucoup plus élevée, généralement supérieure à 90 %, tandis que les lasers CO₂ ne peuvent atteindre qu'une efficacité allant jusqu'à 5 à 10 %. Dans ces cas, les lasers à fibre sont préférés et considérés comme efficaces en termes de coûts d’énergie opérationnels inférieurs.

Quelle industrie utilise couramment le CO₂ ?

Les lasers CO₂ offrent une polyvalence dans la découpe d'une large gamme de matériaux, de sorte que leur domaine d'application est large pour la fabrication de composants intérieurs critiques utilisés dans plusieurs industries manufacturières. Certains domaines communs incluent la médecine, l’armée, la communication et la fabrication. Les lasers CO₂, en outre, sont supérieurs pour découper des matériaux encore plus épais, généralement jusqu'à 10 à 20 mm. Les opérateurs peuvent parfois appliquer de l'oxygène pour accélérer le processus de découpe, en particulier pour les matériaux plus épais d'environ 100 mm. découpe laser de l'acier procédés.

Quelle est la plage de coupe d'un Cutter Laser?

Les machines à fibres peuvent percer un tôle découpée au laser d'environ 13 mm. En revanche, les plus puissants peuvent couper des matériaux souples comme l'aluminium à une épaisseur allant jusqu'à 30 mm, mais imposent souvent des prix plus élevés pour la fabrication des pièces. Contrairement aux lasers CO₂, qui peuvent contrôler ou réduire leur plage de coupe, les lasers UV peuvent couper plusieurs pièces d'épaisseurs différentes en raison de leur longueur d'onde plus longue. En plus, Quelle est la vitesse de coupe habituelle pour chaque type ? Les machines laser à fibre peuvent couper à environ deux ou trois fois la vitesse des machines CO₂ de taille similaire, bien que cela dépende aussi largement du matériau découpé au laser.

Quelle industrie utilise fortement les lasers à fibre pour la découpe de pièces ?

Les lasers à fibre sont généralement utilisés dans des industries exigeantes en haute précision telles que les télécommunications, le médical, la transformation des matériaux, l'automobile et l'électronique. Ils maîtrisent le cisaillement des métaux, en particulier ceux qui sont les plus difficiles à couper et qui réfléchissent, comme titane découpé au laser, laiton et aluminium.

Principaux plats à emporter:

Cependant, il n’existe pas de paramètres déterminants pour le choix. La technique optimale est sélectionnée en fonction de l'application, du type de matériau et d'autres considérations. Cet article donne une idée générale des découpeuses laser CO₂ et fibre, en mettant en évidence leurs fonctions, leurs caractéristiques exceptionnelles et les matériaux pour lesquels chaque découpeuse laser est la mieux adaptée. Si vous avez besoin de détails supplémentaires sur les découpeuses laser, vous pouvez contacter prolean. Notre entreprise offre une gamme complète prestations de découpe laser pour couper de nombreux matériaux. Vous pouvez demander un devis gratuit et sans engagement à nos ingénieurs en cliquant sur notre Contactez-Nous .