Novinky a události

Vláknový laserový řezací stroj VS CO2 laserový řezací stroj

Vláknový laserový řezací stroj a CO2 laserový řezací stroj jsou dvě běžná průmyslová laserová řezací zařízení. Liší se zjevně ve zdroji světla, použitých materiálech, rychlosti řezání, spotřebě energie, nákladech na údržbu atd. Následuje podrobné srovnání.

1. Řezací stroj s vláknovým laserem VS. řezací stroj s CO2 laserem: princip fungování

Principy fungování CO2 laserového řezacího stroje a vláknový laserový řezací stroj se samozřejmě liší, což se odráží hlavně v metodě generování laseru, metodě přenosu paprsku, vlnové délce, účinnosti přeměny energie a dalších aspektech.

Princip fungování vláknového laserového řezacího stroje:

(1) Generování laseru

Jako laserové médium se používá vlákno dopované vzácnými zeminami (například ytterbiem) a optický signál je zesílen technologií optického čerpání za účelem generování laserového paprsku s vysokou energií.

Hlavní vlnová délka je 1,06 μm (blízké infračervené světlo). Tato vlnová délka má vysokou míru absorpce u kovových materiálů, takže je vhodná pro řezání kovových materiálů, jako je uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, měď, mosaz a titan.

Co je to vláknový laserový řezací stroj?

(2) Přenos paprsku

Vláknový laser nevyžaduje reflektor, ale je přenášen flexibilním optickým vláknem. Může být přenášen přímo k řezací hlavě bez nutnosti dalšího optického zarovnávacího zařízení.

Díky extrémně nízkým ztrátám přenosu optického vlákna je účinnost řezání vyšší a míra využití energie lepší.

(3) Proces řezání

Zaostřený vláknový laserový paprsek ozařuje kovový povrch, čímž materiál rychle taví a odpařuje.

Pomocí vysokotlakého pomocného plynu (kyslík, dusík, vzduch) je struska odfouknuta, čímž se zlepší rychlost a kvalita řezu.

Je vhodný pro vysoce přesné řezání kovů, s vysokou řeznou rychlostí, malou tepelně ovlivněnou zónou a téměř žádnými otřepy.

Princip fungování CO2 laserového řezacího stroje:

(1) Generování laseru

Jako laserové médium se používá plynný CO2 (hlavní složky: oxid uhličitý, dusík, hélium) a k buzení plynu CO2 za účelem generování laserového paprsku se používá vysokonapěťová elektřina.

Hlavní vlnová délka je 10,6 μm (daleké infračervené světlo), které má vysokou míru absorpce u nekovových materiálů, takže je obzvláště vhodné pro řezání nekovových materiálů, jako je dřevo, plast, akryl, kůže, guma, látka atd.

Co je CO2 laserový řezací stroj?

(2) Přenos paprsku

Paprsek CO2 laseru nelze přenášet optickým vláknem, ale spoléhá se na reflektory a čočky, které vedou paprsek a nakonec ho zaostřují na povrch materiálu pro řezání.

Vzhledem k použití čoček a reflektorů má zařízení vysoké požadavky na optické seřízení a optické prvky je třeba pravidelně udržovat a vyměňovat.

(3) Proces řezání

Zaostřený paprsek CO2 laseru ozařuje povrch materiálu, což způsobuje, že materiál absorbuje laserovou energii a zahřívá se na teplotu tání nebo odpařování.

Pomocí pomocného plynu (kyslík, dusík, vzduch) se tavenina nebo oxid odfoukne, aby se dosáhlo přesného řezání.

Použitelné pro nekovové a některé kovové materiály (kovy mají vysokou odrazivost a využití energie CO2 laseru je nízké).

Porovnání a shrnutí pracovních principů:

Typ	Řezací stroj CO₂ laserem	Vláknový laserový řezací stroj
Vlnová délka laseru	10,6 μm (daleké infračervené záření)	1,06 μm (blízká infračervená oblast)
Laserové médium	Buzení výbojem plynu CO₂ vytváří laser	Vláknový zesilovač laseru dopovaného prvky vzácných zemin
Metoda přenosu paprsku	Přenášeno přes reflektory	Přímý přenos přes optické vlákno
Rozsah použití	Vhodné pro nekovové materiály a některé kovové materiály	Používá se hlavně pro řezání kovů

CO₂ laser generuje laserové světlo pomocí plynového výboje a paprsek je propouštěn čočkami a reflektory, což je vhodné pro nekovové materiály.
Vláknový laser využívá optický přenos a nemá žádné reflektory, což je vhodné pro vysoce přesné zpracování kovů.

2. Porovnání použitelných materiálů

Použitelné materiály pro řezací stroje CO₂ laserem:

Nekovové materiály: dřevo, akryl, plast, látka, kůže, guma, sklo, keramika, papír atd.
Některé kovy (vyžadují povlak nebo asistenci kyslíku): uhlíková ocel, nerezová ocel, hliníkové slitiny (nižší účinnost).

Použitelné materiály pro vláknové laserové řezací stroje:

Kovové materiály (vysoká řezná účinnost): uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, měď, mosaz, titan atd.
Nevhodné pro nekovy (kvůli nízké absorpční míře vlnové délky 1,06 μm se dřevo, plast, sklo atd. obtížně řežou).

Srovnávací tabulka použitelných materiálů:

Typ materiálu	Řezací stroj CO₂ laserem	Vláknový laserový řezací stroj
Uhlíková ocel	Může řezat (pomaleji, vyžaduje kyslík)	Nejlepší volba (rychlá rychlost, vysoká kvalita řezu)
Nerez	Může řezat (vyžaduje dusík nebo kyslík)	Nejlepší volba (rychlá řezná rychlost, žádné otřepy)
Hliník	Může řezat (vyžaduje vysoce výkonný laser)	Lze řezat (ale snadno se odráží, vyžaduje se vysoký výkon)
Měď	Obtížné řezání (vysoká odrazivost)	Lze řezat (vyžaduje se vysoce výkonný laser)
Mosaz	Obtížné řezání (vysoká odrazivost)	Lze řezat (vyžaduje se vysoce výkonný laser)
Titanová slitina	Může řezat (ale pomalu)	Vhodné pro řezání
Pozinkovaná ocel	Může řezat (vyžaduje dusík)	Lze řezat (zabraňte oxidaci)
Dřevo	Nejlepší volba	Nevhodné
Akryl	Nejlepší volba (hladký řez)	Nevhodné
Plast	Může řezat	Nevhodné
Kůže	Může řezat	Nevhodné
Tkanina	Může řezat	Nevhodné
Pryž	Může řezat	Nevhodné
Sklo	Nelze řezat (možné je gravírování povrchu)	Nelze řezat

Proč jsou CO2 a vláknové lasery vhodné pro různé materiály?

(1) Vlnová délka laseru ovlivňuje rychlost absorpce materiálu

Vlnová délka vláknového laseru: 1,06 μm (blízké infračervené světlo)

Kovové materiály (jako je uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, měď) mají vysokou míru absorpce světla o vlnové délce 1,06 μm, takže rychlost řezání je vysoká a kvalita řezu vysoká.
Nekovové materiály (jako dřevo, plast, akryl) mají nízkou míru absorpce světla o vlnové délce 1,06 μm, takže je nelze účinně řezat.

Vlnová délka CO2 laseru: 10,6 μm (daleké infračervené světlo)

Nekovové materiály (jako je dřevo, akryl, plast, kůže, látka) mají vysokou míru absorpce světla o vlnové délce 10,6 μm, takže řezný účinek je dobrý.
Kovové materiály (jako je měď, hliník, nerezová ocel) mají vysokou odrazivost pro světlo o vlnové délce 10,6 μm, což má za následek nízkou spotřebu energie a pomalou rychlost řezání.

(2) Vysoká odrazivost kovu

Vysoce reflexní kovy, jako je měď a hliník, mají vysokou odrazivost pro CO2 lasery, což může laser snadno poškodit a vyžadovat povlakování nebo řezání laserem s vysokým výkonem.

Vláknové lasery se snáze řežou díky své kratší vlnové délce a vyšší hustotě energie.

Souhrn použitelných materiálů pro vláknový laserový řezací stroj VS. CO2 laserový řezací stroj:

CO₂ laser je vhodný pro zpracování nekovových materiálů, jako je reklama, oděvy, balení, zpracování dřeva, řemeslná dílna a další průmyslová odvětví.
Vláknový laser je vhodný pro zpracování kovů, jako je zpracování plechů, automobilový průmysl, letecký průmysl, zpracování hardwaru atd.

3. Účinnost a rychlost řezání

Srovnávací tabulka účinnosti řezání:

Porovnávací položky	Řezací stroj CO₂ laserem	Vláknový laserový řezací stroj
Rychlost řezání (tenký kov)	Pomalý (vláknový laser je 2–3krát rychlejší)	Rychlé, vhodné pro vysokorychlostní řezání
Tloušťka řezu (ocel)	Může řezat ≤20 mm (vysoký výkon)	Může řezat ≤50 mm (vysoký výkon)
Rychlost přeměny energie	10%-15%	30%-50%
Přesnost řezu	Vyšší (0,1 mm)	Vyšší (0,05 mm)

Tenké kovové materiály (jako je nerezová ocel, uhlíková ocel ≤ 10 mm): Rychlost řezání vláknovým laserem je vyšší. Rychlost řezání vláknovým laserem je 2–3krát vyšší než u CO₂.
Silné kovové materiály (>20 mm): Lze použít CO₂ a vláknový laser, ale vláknový laser má nižší spotřebu energie. Řezání vláknovým laserem je efektivnější a má vyšší využití energie.
Nekovové materiály (jako je akryl, dřevo): CO₂ laser je vhodnější a vláknový laser s ním sotva řeže.
CO₂ laser má vysokou řeznou rychlost na nekovech, ale na kovech je mnohem horší než vláknový laser.

Tabulka srovnání výkonu:

Jáčas	CO₂ laser	Vláknový laser
účinnost fotoelektrické konverze	10%-15%	25%-35%
Řezná rychlost (plech)	Pomalý	Rychle
Kvalita světelného paprsku	Dobrý	Lepší
Plocha	Velký	Malý
Snadné použití	Průměrný	Dobré (vysoká automatizace)

4. Kvalita řezu

Srovnávací tabulka kvality řezu:

Porovnávací položky	Řezací stroj CO₂ laserem	Vláknový laserový řezací stroj
Kvalita řezu	Hladký řez (zejména nekovové materiály)	Kovová řezná hrana je hladší
Tepelně ovlivněná zóna (HAZ)	Velký (absorpce na vlnové délce 10,6 μm je hlubší)	Malý (vlnová délka 1,06 μm má vysokou míru absorpce)
Pomocný plyn	Vyžaduje (kyslík, dusík, vzduch)	Vyžaduje (kyslík, dusík)

CO₂ lasery mají hladké hrany při řezání nekovů, ale jsou náchylné k otřepům při řezání kovů, což vyžaduje následné zpracování.
Vláknové lasery mají lepší kvalitu řezu kovových materiálů, s čistými hranami a malou tepelně ovlivněnou zónou.

5. Náklady na vybavení a údržba

Tabulka srovnání cen vláknového laserového řezacího stroje VS CO2 laserového řezacího stroje:

Porovnávací položky	Řezací stroj CO₂ laserem	Vláknový laserový řezací stroj
Cena vybavení	Nízká (vhodná pro malé firmy)	Vyšší (ale nízké dlouhodobé provozní náklady)
Spotřeba energie při provozu	Vysoká (energetická účinnost 10-15%)	Nízká (energetická účinnost 30-50%)
Základní komponenty	Laserová trubice, reflektor, čočka	Zdroj vláknového laseru, řezací hlava
Náklady na údržbu	Vysoká (laserovou trubici a čočku je třeba pravidelně vyměňovat)	Nízká (dlouhá životnost vláknového laserového zdroje)
Životnost	Laserová trubice: 8000-10000 hodin	Zdroj vláknového laseru: >100 000 hodin

Zařízení s CO₂ laserem má nízkou počáteční investici, ale vysoké provozní náklady a vyžaduje pravidelnou výměnu spotřebního materiálu, jako jsou laserové trubice, reflektory a čočky.
Vláknové lasery mají vysokou počáteční investici, ale nízké náklady na údržbu a dlouhou životnost, což je činí vhodnějšími pro dlouhodobou průmyslovou výrobu.

6. Ochrana životního prostředí a bezpečnost

Srovnávací tabulka ochrany životního prostředí a bezpečnosti:

Porovnávací položky	Řezací stroj CO₂ laserem	Vláknový laserový řezací stroj
Ochrana životního prostředí	Je vyžadováno zařízení na odsávání kouře (při zpracování nekovových materiálů vzniká kouř a prach)	Šetrnější k životnímu prostředí (žádná karbonizace, méně kouře a prachu)
Bezpečnost laseru	10,6μm laser neproniká snadno kůží a je bezpečnější	Laser o vlnové délce 1,06 μm může proniknout do očí, proto jsou nutné ochranné brýle.

Zpracování nekovů CO₂ laserem produkuje kouř a prach, což vyžaduje dodatečný systém pro odsávání kouře.
Vláknové lasery jsou pro oči nebezpečnější a obsluha musí nosit speciální laserové brýle.

7. Jak si vybrat: řezací stroj CO₂ laserem nebo řezací stroj s vláknovým laserem?

Vyberte si řezací stroj CO₂ laserem, pokud potřebujete:

Zpracování nekovových materiálů (dřevo, plast, akryl, kůže, látka)
Malá firma nebo omezený rozpočet (nižší náklady na vybavení)
Je třeba zohlednit jak řezání, tak gravírování (reklama, řemeslné výrobky, obalový průmysl)

Vyberte si vláknový laserový řezací stroj, pokud potřebujete:

Profesionální zpracování kovů (uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, měď atd.)
Vysoká účinnost a vysoká přesnost (průmyslová výroba, zpracování plechů)
Dlouhodobý provoz a nízké náklady na údržbu (dlouhá životnost vláknového laserového zdroje)

Doporučené scénáře použití:

Scénáře	Doporučené vybavení
Zpracování nekovových materiálů (jako je dřevo, akryl)	CO₂ laser
Přesné zpracování kovů, plechárny, autodíly	Vláknový laser
Řezání velkého množství tenkých plechů	Vláknový laser
Komplexní malé továrny, vzdělávání a vědecký výzkum	Záleží na rozpočtu a druhu materiálu

Shrnutí:

Porovnávací položky	Řezací stroj CO₂ laserem	Vláknový laserový řezací stroj
Použitelné materiály	Nekovové, některé kovy	hlavně kov
Rychlost řezání	Pomalé (zejména kovy)	Rychlejší (zejména tenké kovy)
Tloušťka řezu	≤20 mm	≤50 mm
Cena vybavení	Nízký	Vysoký
Náklady na údržbu	Vysoká (nutná výměna laserové trubice)	Nízká (dlouhá životnost vláknového laserového zdroje)

Řezací stroj CO₂ laserem: vhodný pro řezání nekovových materiálů a zpracování lehkých kovů, vyspělá technologie, ale s vysokou spotřebou energie a vysokými náklady na údržbu.
Vláknový laserový řezací stroj: vhodný pro efektivní řezání kovů, zejména tenkých plechů a vysoce reflexních materiálů, má vysokou účinnost, nízkou spotřebu energie, jednoduchou údržbu a je hlavním trendem budoucího vývoje.