Naujienos ir įvykiai

Pluošto lazerinio pjovimo staklės VS CO2 lazerinio pjovimo staklės

Pluošto lazerinis pjovimo įrenginys ir CO2 lazerinis pjovimo įrenginys yra dvi įprastos pramoninės lazerinio pjovimo įrangos. Jie akivaizdžiai skiriasi šviesos šaltiniu, naudojamomis medžiagomis, pjovimo greičiu, energijos suvartojimu, priežiūros sąnaudomis ir kt. Toliau pateikiamas išsamus palyginimas.

1. Pluošto lazerinio pjovimo staklės ir CO2 lazerinio pjovimo staklės: veikimo principas

CO2 lazerinio pjovimo staklių veikimo principai ir... pluošto lazerinio pjovimo staklės akivaizdžiai skiriasi, daugiausia atsispindi lazerio generavimo metode, spindulio perdavimo metode, bangos ilgyje, energijos konversijos efektyvume ir kituose aspektuose.

Pluošto lazerinio pjovimo mašinos veikimo principas:

(1) Lazerio generavimas

Kaip lazerio terpė naudojamas retųjų žemių legiruotas (pvz., iterbio) pluoštas, o optinis signalas sustiprinamas optinio pumpavimo technologija, kad būtų sukurtas didelės energijos lazerio spindulys.

Pagrindinis bangos ilgis yra 1,06 μm (artimoji infraraudonoji spinduliuotė). Šis bangos ilgis pasižymi dideliu metalinių medžiagų sugerties greičiu, todėl tinka pjauti tokias metalines medžiagas kaip anglinis plienas, nerūdijantis plienas, aliuminis, varis, žalvaris ir titanas.

Kas yra pluošto lazerinio pjovimo staklės?

(2) Spindulio pralaidumas

Šviesolaidiniam lazeriui nereikia reflektoriaus, jis perduodamas per lanksčią optinę skaidulą. Jis gali būti tiesiogiai perduodamas į pjovimo galvutę, nereikalaujant papildomos optinio derinimo įrangos.

Dėl itin mažų optinio pluošto perdavimo nuostolių, pjovimo efektyvumas yra didesnis, o energijos panaudojimo lygis – geresnis.

(3) Pjovimo procesas

Fokusuotas šviesolaidinis lazerio spindulys apšviečia metalo paviršių, greitai ištirpdydamas ir išgaruodamas medžiagą.

Aukšto slėgio pagalbinių dujų (deguonies, azoto, oro) pagalba šlakas nupučiamas, kad pagerėtų pjovimo greitis ir kokybė.

Tinka didelio tikslumo metalo pjovimui, pasižymi dideliu pjovimo greičiu, maža karščio paveikta zona ir beveik be šerpetojimų.

CO2 lazerinio pjovimo mašinos veikimo principas:

(1) Lazerio generavimas

CO2 dujos (pagrindiniai komponentai: anglies dioksidas, azotas, helis) naudojamos kaip lazerio terpė, o aukštos įtampos elektra sužadina CO2 dujas ir sukuria lazerio spindulį.

Pagrindinis bangos ilgis yra 10,6 μm (tolimoji infraraudonoji šviesa), pasižymintis dideliu nemetalinių medžiagų sugerties greičiu, todėl jis ypač tinka pjauti nemetalines medžiagas, tokias kaip mediena, plastikas, akrilas, oda, guma, audinys ir kt.

Kas yra CO2 lazerio pjovimo mašina?

(2) Spindulio pralaidumas

CO2 lazerio spindulys negali būti perduodamas per optinį pluoštą, bet remiasi atšvaitais ir lęšiais, kurie nukreipia spindulį ir galiausiai sufokusuoja jį į pjovimo medžiagos paviršių.

Dėl lęšių ir atšvaitų naudojimo įrangai keliami aukšti optinio suderinimo reikalavimai, todėl optinius įtaisus reikia reguliariai prižiūrėti ir keisti.

(3) Pjovimo procesas

Fokusuotas CO2 lazerio spindulys apšvitina medžiagos paviršių, todėl medžiaga sugeria lazerio energiją ir įkaista iki lydymosi arba garavimo temperatūros.

Pagalbinėmis dujomis (deguonimi, azotu, oru) lydalas arba oksidas nupučiamas, kad būtų pasiektas tikslus pjovimas.

Taikoma nemetalinėms ir kai kurioms metalinėms medžiagoms (metalai pasižymi dideliu atspindžiu, o CO2 lazerio energijos sunaudojimas mažas).

Veikimo principų palyginimas ir santrauka:

Tipas	CO₂ lazerinio pjovimo staklės	Pluošto lazerinio pjovimo staklės
Lazerio bangos ilgis	10,6 μm (tolimųjų infraraudonųjų spindulių)	1,06 μm (artimasis infraraudonasis spinduliavimas)
Lazerinė terpė	CO₂ dujų išlydžio sužadinimas sukuria lazerį	Retųjų žemių elementų legiruotas pluošto stiprinimo lazeris
Spindulio perdavimo metodas	Perduodamas per atšvaitus	Tiesiogiai perduodamas per optinį pluoštą
Taikymo sritis	Tinka nemetalinėms medžiagoms ir kai kurioms metalinėms medžiagoms	Daugiausia naudojamas metalo pjovimui

CO₂ lazeris generuoja lazerio šviesą dujų išlydžio būdu, o spindulys praleidžiamas lęšiais ir reflektoriais, todėl tinka nemetalinėms medžiagoms.
Pluošto lazeris naudoja optinio pluošto perdavimą ir neturi atšvaitų, todėl tinka didelio tikslumo metalo apdirbimui.

2. Taikomų medžiagų palyginimas

CO₂ lazerinio pjovimo mašinoms tinkamos medžiagos:

Nemetalinės medžiagos: mediena, akrilas, plastikas, audinys, oda, guma, stiklas, keramika, popierius ir kt.
Kai kurie metalai (reikalinga danga arba deguonies pagalba): anglinis plienas, nerūdijantis plienas, aliuminio lydinys (mažesnis efektyvumas).

Pluošto lazerinio pjovimo mašinoms taikomos medžiagos:

Metalinės medžiagos (didelis pjovimo efektyvumas): anglinis plienas, nerūdijantis plienas, aliuminis, varis, žalvaris, titanas ir kt.
Netinka nemetalams (dėl mažo 1,06 μm bangos ilgio sugerties greičio medieną, plastiką, stiklą ir kt. sunku pjauti).

Taikomų medžiagų palyginimo lentelė:

Medžiagos tipas	CO₂ lazerinio pjovimo staklės	Pluošto lazerinio pjovimo staklės
Anglinis plienas	Gali pjauti (lėčiau, reikia deguonies)	Geriausias pasirinkimas (didelis greitis, aukšta pjovimo kokybė)
Nerūdijantis plienas	Gali pjauti (reikalingas azotas arba deguonis)	Geriausias pasirinkimas (didelis pjovimo greitis, be šerpetojančių paviršių)
Aliuminis	Galima pjauti (reikalingas galingas lazeris)	Galima pjauti (bet lengva atspindėti, reikalinga didelė galia)
Varis	Sunku pjauti (didelis atspindėjimas)	Galima pjauti (reikalingas didelės galios lazeris)
Žalvaris	Sunku pjauti (didelis atspindėjimas)	Galima pjauti (reikalingas didelės galios lazeris)
Titano lydinys	Galima pjauti (bet lėtai)	Tinka pjovimui
Cinkuotas plienas	Galima pjauti (reikalingas azotas)	Galima pjaustyti (venkite oksidacijos)
Mediena	Geriausias pasirinkimas	Netinka
Akrilas	Geriausias pasirinkimas (lygus kirpimas)	Netinka
Plastikas	Gali pjauti	Netinka
Oda	Gali pjauti	Netinka
Audinys	Gali pjauti	Netinka
Guma	Gali pjauti	Netinka
Stiklas	Negalima pjauti (galima graviruoti ant paviršiaus)	Negalima kirpti

Kodėl CO2 ir skaiduliniai lazeriai tinka skirtingoms medžiagoms?

(1) Lazerio bangos ilgis veikia medžiagos sugerties greitį.

Skaidulinio lazerio bangos ilgis: 1,06 μm (artimoji infraraudonoji šviesa)

Metalinės medžiagos (pvz., anglinis plienas, nerūdijantis plienas, aliuminis, varis) pasižymi dideliu 1,06 μm šviesos sugerties greičiu, todėl pjovimo greitis yra didelis, o pjovimo kokybė – aukšta.
Nemetalinės medžiagos (pvz., mediena, plastikas, akrilas) turi mažą 1,06 μm šviesos sugerties greitį, todėl jų negalima efektyviai pjauti.

CO2 lazerio bangos ilgis: 10,6 μm (tolimoji infraraudonoji šviesa)

Nemetalinės medžiagos (pvz., mediena, akrilas, plastikas, oda, audinys) pasižymi dideliu 10,6 μm šviesos sugerties greičiu, todėl pjovimo efektas yra geras.
Metalinės medžiagos (pvz., varis, aliuminis, nerūdijantis plienas) pasižymi dideliu 10,6 μm šviesos atspindžiu, todėl sunaudojama mažai energijos ir pjovimo greitis yra lėtas.

(2) Didelis metalo atspindėjimas

Labai gerai atspindintys metalai, tokie kaip varis ir aliuminis, pasižymi dideliu CO2 lazerių atspindžiu, todėl jie gali lengvai pažeisti lazerį, todėl pjovimui gali prireikti dangos arba didelio galingumo lazerio.

Skaidulinius lazerius lengviau pjauti dėl trumpesnio bangos ilgio ir didesnio energijos tankio.

Taikomų pluošto lazerinio pjovimo staklių ir CO2 lazerinio pjovimo staklių medžiagų santrauka:

CO₂ lazeris tinka nemetaliniam apdirbimui, pavyzdžiui, reklamai, drabužiams, pakavimui, medienos apdirbimui, rankdarbiams ir kitoms pramonės šakoms.
Pluošto lazeris tinka metalo apdirbimui, pavyzdžiui, lakštinio metalo apdirbimui, automobilių gamybai, aviacijos ir kosmoso pramonei, techninės įrangos apdirbimui ir kt.

3. Pjovimo efektyvumas ir greitis

Pjovimo efektyvumo palyginimo lentelė:

Palyginimo elementai	CO₂ lazerinio pjovimo staklės	Pluošto lazerinio pjovimo staklės
Pjovimo greitis (plonas metalas)	Lėtas (pluošto lazeris yra 2–3 kartus greitesnis)	Greitas, tinka greitam pjovimui
Pjovimo storis (plienas)	Gali pjauti ≤20 mm (didelės galios)	Gali pjauti ≤50 mm (didelės galios)
Energijos konversijos rodiklis	10%-15%	30%-50%
Pjovimo tikslumas	Didesnis (0,1 mm)	Didesnis (0,05 mm)

Plonos metalinės medžiagos (pvz., nerūdijantis plienas, anglinis plienas ≤ 10 mm): pluošto lazerio pjovimo greitis yra didesnis. Pjovimas pluošto lazeriu yra 2–3 kartus didesnis nei CO₂.
Storos metalinės medžiagos (>20 mm): galima naudoti CO₂ ir pluošto lazerį, tačiau pluošto lazeris sunaudoja mažiau energijos. Pjovimas pluošto lazeriu yra efektyvesnis ir sunaudoja daugiau energijos.
Nemetalinės medžiagos (pvz., akrilas, mediena): CO₂ lazeris yra tinkamesnis, o pluošto lazeris sunkiai pjausto.
CO₂ lazeris pasižymi dideliu nemetalų pjovimo greičiu, tačiau metalų pjovimo greitis yra daug mažesnis nei šviesolaidinio lazerio.

Našumo palyginimo lentelė:

Aštem	CO₂ lazeris	Pluošto lazeris
fotoelektrinės konversijos efektyvumas	10%-15%	25%-35%
Pjovimo greitis (lakštinis metalas)	Lėtas	Greitas
Šviesos spindulio kokybė	Gerai	Geriau
Plotas	Didelis	Mažas
Naudojimo paprastumas	Vidutinis	Gerai (aukštas automatizavimo lygis)

4. Pjovimo kokybė

Pjovimo kokybės palyginimo lentelė:

Palyginimo elementai	CO₂ lazerinio pjovimo staklės	Pluošto lazerinio pjovimo staklės
Pjūvio kokybė	Lygus pjovimas (ypač nemetalinis)	Metalo pjovimo briauna yra lygesnė
Karščio paveikta zona (HAZ)	Didelis (10,6 μm bangos ilgio absorbcija yra gilesnė)	Mažas (1,06 μm bangos ilgis turi didelį sugerties greitį)
Pagalbinės dujos	Reikalingas (deguonis, azotas, oras)	Reikalingas (deguonis, azotas)

CO₂ lazeriai pjauna nemetalus ir pasižymi lygiais kraštais, tačiau pjaunant metalus, jie linkę į šerpetojančias daleles, todėl reikia atlikti papildomą apdorojimą.
Skaiduliniai lazeriai pasižymi geresne metalo pjovimo kokybe, švariais kraštais ir maža karščio paveikta zona.

5. Įrangos kaina ir priežiūra

Pluošto lazerinio pjovimo staklių ir CO2 lazerinio pjovimo staklių kainų palyginimo lentelė:

Palyginimo elementai	CO₂ lazerinio pjovimo staklės	Pluošto lazerinio pjovimo staklės
Įrangos kaina	Žemas (tinka mažoms įmonėms)	Didesnės (bet mažos ilgalaikės eksploatavimo išlaidos)
Veikimo energijos suvartojimas	Didelis (10–15% energijos vartojimo efektyvumas)	Žemas (30-50% energijos vartojimo efektyvumas)
Pagrindiniai komponentai	Lazerinis vamzdelis, reflektorius, lęšis	Pluošto lazerio šaltinis, pjovimo galvutė
Priežiūros išlaidos	Aukštas (lazerinį vamzdelį ir lęšį reikia reguliariai keisti)	Žemas (ilgas pluošto lazerio šaltinio tarnavimo laikas)
Tarnavimo laikas	Lazerinis vamzdelis: 8000–10000 valandų	Skaidulinio lazerio šaltinis: >100 000 valandų

CO₂ lazerio įrangai reikia mažų pradinių investicijų, tačiau didelių eksploatavimo išlaidų ir reikia reguliariai keisti eksploatacines medžiagas, tokias kaip lazerio vamzdeliai, reflektoriai ir lęšiai.
Skaiduliniai lazeriai reikalauja didelės pradinės investicijos, tačiau pasižymi mažomis priežiūros sąnaudomis ir ilgu tarnavimo laiku, todėl jie labiau tinka ilgalaikei pramoninei gamybai.

6. Aplinkos apsauga ir sauga

Aplinkos apsaugos ir saugos palyginimo lentelė:

Palyginimo elementai	CO₂ lazerinio pjovimo staklės	Pluošto lazerinio pjovimo staklės
Aplinkos apsauga	Reikalinga dūmų ištraukimo įranga (apdorojant nemetalą susidaro dūmai ir dulkės).	Ekologiškesnis (nėra anglies kaupimosi, mažiau dūmų ir dulkių)
Lazerio sauga	10,6 μm lazeris sunkiai įsiskverbia į odą ir yra saugesnis	1,06 μm lazeris gali prasiskverbti į akis, todėl reikalingi apsauginiai akiniai

Nemetalų apdorojimas CO₂ lazeriu sukuria dūmus ir dulkes, todėl reikia papildomos dūmų ištraukimo sistemos.
Skaiduliniai lazeriai yra pavojingesni akims, todėl operatoriai privalo dėvėti specialius lazerinius akinius.

7. Kaip išsirinkti: CO₂ lazerinį pjovimo įrenginį ar pluošto lazerinį pjovimo įrenginį?

Rinkitės CO₂ lazerinio pjovimo stakles, jei jums reikia:

Nemetalinių medžiagų (medžio, plastiko, akrilo, odos, audinio) apdirbimas
Mažas verslas arba ribotas biudžetas (mažesnė įrangos kaina)
Reikia atsižvelgti ir į pjovimą, ir į graviravimą (reklama, rankdarbiai, pakavimo pramonė)

Pasirinkite pluošto lazerinį pjovimo įrenginį, jei jums reikia:

Profesionalus metalo apdirbimas (anglinis plienas, nerūdijantis plienas, aliuminis, varis ir kt.)
Didelis efektyvumas ir tikslumas (pramoninė gamyba, lakštinio metalo apdirbimas)
Ilgalaikis veikimas ir mažos priežiūros išlaidos (ilgas pluošto lazerio šaltinio tarnavimo laikas)

Rekomenduojami naudojimo scenarijai:

Scenarijai	Rekomenduojama įranga
Nemetalinis apdirbimas (pvz., mediena, akrilas)	CO₂ lazeris
Tikslus metalo apdirbimas, lakštinio metalo gamyklos, automobilių dalys	Pluošto lazeris
Didelių kiekių plonų metalinių plokščių pjovimas	Pluošto lazeris
Išsamios mažos gamyklos, švietimas ir moksliniai tyrimai	Priklauso nuo biudžeto ir medžiagos tipo

Santrauka:

Palyginimo elementai	CO₂ lazerinio pjovimo staklės	Pluošto lazerinio pjovimo staklės
Taikomos medžiagos	Nemetalas, kai kurie metalai	Daugiausia metalas
Pjovimo greitis	Lėtas (ypač metalai)	Greitesnis (ypač ploni metalai)
Pjovimo storis	≤20 mm	≤50 mm
Įrangos kaina	Žemas	Aukštas
Priežiūros išlaidos	Aukštas (reikia pakeisti lazerinį vamzdelį)	Žemas (ilgas pluošto lazerio šaltinio tarnavimo laikas)

CO₂ lazerinio pjovimo staklės: tinka nemetalinėms medžiagoms pjauti ir lengviesiems metalams apdirbti, brandi technologija, tačiau didelė energijos sąnaudų ir priežiūros išlaidų dalis.
Pluošto lazerinio pjovimo staklės: tinka efektyviam metalo pjovimui, ypač plonoms plokštėms ir didelio atspindžio medžiagoms, pasižymi dideliu efektyvumu, mažu energijos suvartojimu, paprasta priežiūra ir yra būsimos plėtros pagrindas.