CO₂-laser versus fiberlaser: welke moet u kiezen?

“Lasersnijders worden veelvuldig gebruikt in de metaal- en kunststofverwerkende industrie. Ze worden onmisbaar voor het snijden van bijna alle materialen, van technische kunststoffen tot zeer sterke metalen. “

Bij Laser snijdenvind je twee soorten lasers: CO₂- en fiberlasers. Elk type heeft sterke en zwakke punten waarmee u rekening moet houden, rekening houdend met uw specifieke vereisten. Fiberlasers zijn perfect voor het snijden van een breed scala aan materialen en zijn veel sneller dan andere typen. Ze zijn het meest effectief voor dunne platen, dat wil zeggen 5 mm en minder. Niettemin kunnen CO₂-lasers dikkere materialen (5-20 mm) efficiënter snijden dan CNC-plasmasnijders. 

Zuurstof-ondersteunde CO₂-lasers worden voornamelijk gebruikt voor zeer dikke materialen zoals staal tot 100 mm. Deze blog belicht de belangrijkste verschillen tussen twee soorten lasersnijders, CO₂-lasers en fiberlasers, zodat u hier rekening mee kunt houden bij het kiezen van diensten of de aanschaf van apparatuur.

Wat is CO₂-lasersnijden?

CO₂-lasersnijden

De CO₂-laser werkt door een elektrisch veld aan te leggen op een met gas gevulde buis, waardoor de trillingen van moleculen in kooldioxide worden veroorzaakt. Deze buis bevat stikstof (N2), koolstofdioxide (CO₂), helium en een kleine hoeveelheid waterstof en xenon. Het elektrische veld laat N2-moleculen trillen en ze geven de energie vrij aan CO₂-moleculen via sympathische oscillatie. Dit proces verwarmt heliumatomen; dus zenden ze fotonen uit en produceren ze laserlicht. De CO₂-lasers hebben twee primaire frequenties van laserlicht en hun brede scala aan toepassingen maakt ze populair in veel toepassingen vanwege hun veelzijdigheid en effectiviteit. CO₂-lasers zijn berucht vanwege het uitzenden van infraroodstraling, die zeer effectief is vanwege hun laagfrequente elektromagnetische golven. Deze lasers bieden verschillende voordelen: 

• Eenvoudige constructie: De complexe fysica van CO₂-lasers is echter eenvoudig te bouwen. 
• Breed vermogensbereik: ze kunnen worden aangepast om een ​​vermogen te verkrijgen van milliwatt tot hoge kilowatt.
• Kosteneffectief: CO₂-lasers zijn goedkoper te produceren dan andere typen die op de markt verkrijgbaar zijn.  
• Continue straal: Dergelijke systemen bieden te allen tijde een constante straal met piekvermogen.  
• Schaalbaarheid: Een boost in vermogen kan worden bereikt door een langere buis te gebruiken.
• Q-Tuning-mogelijkheid: Door spiegelcomponenten aan te passen, kunnen CO₂-lasers Q-geschakeld worden, waardoor een hoog pulsvermogen mogelijk is.

Bovendien hebben recente ontwikkelingen zoals CO₂-plaatlasers met RF-gasstroom de output, de levensduur van het product en de algehele efficiëntie aanzienlijk verbeterd.

Wat is fiberlasersnijden?

Een fiberlaser is een laser die is opgebouwd met een glasvezelkabel als kern. Er wordt licht in de vezel geïnjecteerd met behulp van een kleine laserdiode die als pompbron fungeert. Optische vezels bevatten doteermiddelen die worden gebruikt om het licht te versterken. De laser werkt via een reeks stappen: de pompbron produceert licht, en de glasvezelgeleider, die bekleed is, vangt het licht op en houdt het meeste ervan vast. Het licht gaat de laserholte binnen en interageert met doteermiddelen van zeldzame aardmetalen, waardoor meer licht wordt geproduceerd door elektronenexcitatie en ontspanning. Deze procedure is verantwoordelijk voor de frequentie van het laserlicht dat wordt uitgezonden.  

Vezel lasersnijden

De ytterbium-doteerstof, een emitter van 1064 nm, komt het meest voor lasersnijtoepassingen. Het licht dat in de laserholte wordt gegenereerd, wordt gereflecteerd door Bragg-vezelroosters die als interne reflectoren fungeren en het licht in de holte houden. Het andere type vezelrooster is een optische poort die wat licht doorlaat en het meeste ervan in de holte reflecteert. Het laserlicht verlaat vervolgens de holte via een vezelgeleider, die sterk gecollimeerd is (dat wil zeggen dat het in deze fase bijna het einde van de reis is (zeer parallel). De straal wordt vervolgens gefocusseerd door een lens, die de vereiste vorm en vorm produceert. diameter voor de snijprocedure.

Vezellasers bieden, als een gespecialiseerde categorie vastestoflasers, verschillende belangrijke voordelen in vergelijking met andere soorten snijtechnieken.

• Onderhoudsvrije functies gedurende langere perioden, waardoor stilstand en onderhoudskosten worden verminderd. 
• Flexibiliteit door het gemak van integratie in verschillende apparatuur en systemen, waardoor de veelzijdigheid en het aanpassingsvermogen toenemen. 
• Consistente en onwrikbare betrouwbaarheid en stabiliteit tijdens gebruik, waardoor hoge prestaties worden gegarandeerd. 
• Hoogwaardige bundels met minder ruis en minimale flikkering in lage frequentie, geschikt voor toepassingen met hoge precisie.
• Dankzij de compacte en draagbare ontwerpen van fiberlasers kunnen productfabrikanten snijmachines gemakkelijk transporteren en ruimte besparen.
• Vergeleken met energiesystemen met dezelfde capaciteit bieden de lage initiële kosten een kosteneffectieve oplossing.
• Ze zijn bestand tegen verschillende weersomstandigheden, inclusief temperatuurschommelingen, waardoor ze ideale keuzes zijn voor verschillende omgevingen.

Welke veelvoorkomende materialen kan elk type snijden?

Lasersnijden van roestvrijstalen buizen

CO₂-lasers worden met name beschouwd als de beste snijapparatuur of gebruiksvoorwerpen voor niet-metalen en non-ferro materialen, waaronder acryl, papier, hout, leer, kunststoffen en keramiek. Aan de andere kant zijn fiberlasers veelzijdiger en kunnen ze ook door veel exotische materialen snijden, waaronder metalen, glas, acryl en dikke kaarten. Fiberlasers hebben een zeer hoge snijproductiviteit voor metalen tot 20 mm dik en kunnen ook worden gebruikt voor materialen als acryl en papier.

Verschil tussen fiberlaser en CO₂-laser

CO₂-lasers hebben daarentegen een hoger vermogen nodig om een ​​product of onderdeel van dezelfde afmeting te snijden dan fiberlasers, wat dan de neiging zou kunnen hebben om hogere operationele kosten voor het productontwikkelingsbudget met zich mee te brengen. 

Welke is veiliger om te gebruiken? CO₂ of laservezel? CO₂- en fiberlasers brengen dezelfde veiligheidsrisico's met zich mee, omdat hun vermogensdichtheid vergelijkbaar is. Ze kunnen ook schadelijk strooilicht uitstralen. Niettemin zijn CO₂-lasers doorgaans groter en gevaarlijker dan fiberlasers met hetzelfde vermogen. Daarom moeten CO₂-lasergeneratoren worden ontworpen voor toepassingen met een hoog risico.

Vervolgens zijn CO₂-lasers flexibeler en betaalbaarder wat betreft de initiële investeringskosten dan fiberlasers. Vezellasers beschikken bovendien over een hoge snijprecisie in vergelijking met CO₂-lasers. Ze hebben ook een veel langere levensduur, ongeveer 25,000 werkuren, wat 10 keer langer is dan standaard CO₂-lasers. Bovendien maakt het voordeel van het opknappen van fiberlasers deze onmisbaar en relatief impactvol ten opzichte van CO₂-lasergereedschappen. 

Vermogensverschillen tussen elk lasersnijtype

De CO₂-lasers zijn verkrijgbaar in meerdere vermogensrangers, variërend van enkele watt tot 100 kW. In het geval van CO₂-lasers geldt: hoe langer de laser, hoe lager de kwaliteit van de straal als het vermogen hoog is. Bovendien zijn ze niet erg effectief en brengen ze een minder capaciteit met zich mee van ongeveer 5-10%. Deze oorzaak leidt tot het gebruik van koelmiddelvereisten tijdens werkzaamheden tot aan de vorming van onderdelen.

Vergeleken met fiberlasers is het vermogensbereik van met ytterbium gedoteerde vezels met een laag vermogen vergelijkbaar met dat van CO₂-lasers, maar kan oplopen tot 1 MW voor grotere, duurdere eenheden. Deze fiberlasers zijn zeer efficiënt en kunnen een efficiëntie tot wel 90% behalen, wat op zijn beurt de behoefte aan koeling vermindert, zelfs bij kleine apparaten. 

Het optimale golflengteverschil tussen elk type

De golflengte van een CO₂-laser is ongeveer tien keer langer dan die van een fiberlaser. CO₂-lasers zenden licht uit van ongeveer 10.6 µm of 9 µm). Bovendien produceren verschillende soorten fiberlasers licht op verschillende golflengten, ongeveer 532 nm voor groene lasers en 1064 nm voor met ytterbium gedoteerde fiberlasers.

Vezel versus. CO₂-lasersnijden: wat is duurder?

Wat de kapitaalkosten betreft, hebben fiberlasers een hogere initiële investering per watt dan CO₂-lasers. Maar fiberlasers blijken vanwege hun langere functionele levensduur en prestaties op de lange termijn vaak een economischere oplossing te zijn. 

Bovendien hebben fiberlasers een veel hogere operationele efficiëntie, meestal meer dan 90%, terwijl CO₂-lasers slechts een efficiëntie van maximaal 5-10% kunnen bereiken. In deze gevallen wordt de voorkeur gegeven aan fiberlasers die als efficiënt worden beschouwd in termen van lagere operationele energiekosten.

Welke industrie gebruikt CO₂ vaak?

CO₂-lasers bieden veelzijdigheid bij het snijden van een breed scala aan materialen, waardoor hun toepassingsgebied breed is voor de productie van kritische interieurcomponenten die in meerdere productie-industrieën worden gebruikt. Enkele gemeenschappelijke gebieden zijn onder meer geneeskunde, leger, communicatie en productie. CO₂-lasers zijn bovendien superieur in het snijden van zelfs dikkere materialen, meestal tot 10 tot 20 mm. Operators kunnen soms zuurstofhulp toepassen om het snijproces te versnellen, vooral voor dikkere materialen van ongeveer 100 mm inch staal lasersnijden processen.

Wat is het snijbereik van een lasersnijder?

De vezelmachines kunnen a. doorboren lasersnijden van plaatwerk van ongeveer 13 mm. Krachtige machines kunnen daarentegen zachte materialen zoals aluminium snijden met een dikte tot 30 mm, maar brengen vaak hogere prijzen met zich mee voor de productie van onderdelen. In tegenstelling tot CO₂-lasers, die hun snijbereik kunnen controleren of verlagen, kunnen UV-lasers vanwege hun langere golflengte door meerdere werkstukken van verschillende diktes snijden. Aanvullend, Wat is de gebruikelijke snijsnelheid voor elk type? Vezellasermachines kunnen ongeveer tweemaal of driemaal zo snel snijden als CO₂-machines van vergelijkbare grootte, hoewel dit ook grotendeels afhangt van het lasergesneden materiaal.

Welke industrie maakt intensief gebruik van fiberlasers voor het snijden van onderdelen?

Vezellasers worden over het algemeen gebruikt in veeleisende industrieën zoals telecommunicatie, medische sector, materiaalverwerking, automobielindustrie en elektronica. Ze zijn bedreven in het knippen van metalen, vooral metalen die bijna moeilijk te snijden en reflecterend zijn, zoals lasersnijden van titanium, messing en aluminium.

Key Takeaways:

Er zijn echter geen bepalende parameters voor het kiezen. De optimale techniek wordt geselecteerd op basis van toepassing, materiaaltype en andere overwegingen. Dit artikel geeft een algemeen idee van CO₂- en fiberlasersnijders, met nadruk op hun functies, uitstekende kenmerken en de materialen waarvoor elke lasersnijder het beste is. Als u meer informatie over lasersnijders nodig heeft, kunt u contact opnemen met prolean. Ons bedrijf biedt uitgebreide lasersnijdiensten voor het snijden van talrijke materialen. U kunt gratis en vrijblijvend een offerte aanvragen bij onze monteurs door op onze te klikken Contact pagina.