ข่าวสารและกิจกรรม

เครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ VS เครื่องตัดเลเซอร์ CO2

เครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์และเครื่องตัดเลเซอร์ CO2 เป็นอุปกรณ์ตัดเลเซอร์อุตสาหกรรมทั่วไปสองชนิด ทั้งสองชนิดมีความแตกต่างที่ชัดเจนในด้านแหล่งกำเนิดแสง วัสดุที่ใช้ ความเร็วในการตัด การใช้พลังงาน ต้นทุนการบำรุงรักษา เป็นต้น ต่อไปนี้เป็นการเปรียบเทียบโดยละเอียด

1. เครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ VS เครื่องตัดเลเซอร์ CO2: หลักการทำงาน

หลักการทำงานของเครื่องตัดเลเซอร์ CO2 และ เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ มีความแตกต่างอย่างเห็นได้ชัด สะท้อนให้เห็นในวิธีการสร้างเลเซอร์ วิธีการส่งลำแสง ความยาวคลื่น ประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน และแง่มุมอื่นๆ

หลักการทำงานของเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์:

(1) การสร้างเลเซอร์

ไฟเบอร์ที่เติมธาตุหายาก (เช่น อิตเทอร์เบียม) ถูกใช้เป็นตัวกลางเลเซอร์ และสัญญาณออปติกจะถูกขยายผ่านเทคโนโลยีปั๊มออปติกเพื่อสร้างลำแสงเลเซอร์พลังงานสูง

ความยาวคลื่นหลักคือ 1.06μm (แสงอินฟราเรดใกล้) ความยาวคลื่นนี้มีอัตราการดูดซับสูงสำหรับวัสดุโลหะ จึงเหมาะสำหรับการตัดวัสดุโลหะ เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส อลูมิเนียม ทองแดง ทองเหลือง และไททาเนียม

เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์คืออะไร?

(2) การส่งผ่านลำแสง

ไฟเบอร์เลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้รีเฟล็กเตอร์ แต่ส่งผ่านไฟเบอร์ออปติกแบบยืดหยุ่นได้ สามารถส่งโดยตรงไปยังหัวตัดได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ปรับแนวแสงเพิ่มเติม

เนื่องจากการสูญเสียในการส่งสัญญาณของเส้นใยแก้วนำแสงต่ำมาก ประสิทธิภาพในการตัดจึงสูงขึ้น และอัตราการใช้พลังงานก็ดีขึ้น

(3) กระบวนการตัด

ลำแสงเลเซอร์ไฟเบอร์แบบโฟกัสจะฉายรังสีไปยังพื้นผิวโลหะ ทำให้วัสดุละลายและระเหยอย่างรวดเร็ว

ด้วยความช่วยเหลือของก๊าซเสริมแรงดันสูง (ออกซิเจน ไนโตรเจน อากาศ) ตะกรันจะถูกพัดออกไปเพื่อปรับปรุงความเร็วและคุณภาพในการตัด

เหมาะสำหรับการตัดโลหะที่มีความแม่นยำสูง ด้วยความเร็วในการตัดที่รวดเร็ว โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก และแทบไม่มีเสี้ยน

หลักการทำงานของเครื่องตัดเลเซอร์ CO2:

(1) การสร้างเลเซอร์

ก๊าซ CO2 (ส่วนประกอบหลัก: คาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน ฮีเลียม) ใช้เป็นตัวกลางเลเซอร์ และใช้ไฟฟ้าแรงดันสูงเพื่อกระตุ้นก๊าซ CO2 เพื่อสร้างลำแสงเลเซอร์

ความยาวคลื่นหลักคือ 10.6μm (แสงอินฟราเรดไกล) ซึ่งมีอัตราการดูดซับสูงสำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ จึงเหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น ไม้ พลาสติก อะคริลิก หนัง ยาง ผ้า เป็นต้น

เครื่องตัดเลเซอร์ CO2 คืออะไร?

(2) การส่งผ่านลำแสง

ลำแสงเลเซอร์ CO2 ไม่สามารถส่งผ่านใยแก้วนำแสงได้ แต่จะต้องอาศัยตัวสะท้อนแสงและเลนส์เพื่อนำลำแสงและโฟกัสที่พื้นผิวของวัสดุในการตัด

เนื่องจากการใช้เลนส์และตัวสะท้อนแสง อุปกรณ์จึงมีข้อกำหนดสูงสำหรับการจัดตำแหน่งทางแสง และจำเป็นต้องบำรุงรักษาและเปลี่ยนอุปกรณ์ออปติกเป็นประจำ

(3) กระบวนการตัด

ลำแสงเลเซอร์ CO2 ที่โฟกัสจะฉายรังสีไปยังพื้นผิวของวัสดุ ทำให้วัสดุดูดซับพลังงานเลเซอร์และความร้อนจนถึงจุดหลอมเหลวหรือกลายเป็นไอ

โดยใช้ก๊าซเสริม (ออกซิเจน ไนโตรเจน อากาศ) เป่าของเหลวที่หลอมละลายหรือออกไซด์ออกไป เพื่อให้ตัดได้อย่างแม่นยำ

ใช้ได้กับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะและวัสดุโลหะบางชนิด (โลหะมีค่าการสะท้อนแสงสูงและการใช้พลังงานของเลเซอร์ CO2 ต่ำ)

การเปรียบเทียบและสรุปหลักการทำงาน:

พิมพ์	เครื่องตัดเลเซอร์ CO2	เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์
ความยาวคลื่นเลเซอร์	10.6μm (อินฟราเรดไกล)	1.06μm (อินฟราเรดใกล้)
สื่อเลเซอร์	การกระตุ้นการปล่อยก๊าซ CO2 ทำให้เกิดเลเซอร์	เลเซอร์ขยายไฟเบอร์แบบโดปด้วยธาตุหายาก
วิธีการส่งลำแสง	ถ่ายทอดผ่านตัวสะท้อนแสง	ส่งผ่านสายใยแก้วนำแสงโดยตรง
ขอบเขตการใช้งาน	เหมาะสำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะและวัสดุโลหะบางชนิด	ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการตัดโลหะ

เลเซอร์ CO₂ สร้างแสงเลเซอร์โดยการคายประจุก๊าซ และลำแสงจะถูกส่งผ่านเลนส์และตัวสะท้อนแสง ซึ่งเหมาะสำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ
ไฟเบอร์เลเซอร์ใช้การส่งผ่านใยแก้วนำแสงและไม่มีตัวสะท้อนแสง ซึ่งเหมาะสำหรับการประมวลผลโลหะที่มีความแม่นยำสูง

2. การเปรียบเทียบวัสดุที่นำมาใช้

วัสดุที่ใช้ได้กับเครื่องตัดเลเซอร์ CO₂:

วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น ไม้ อะคริลิค พลาสติก ผ้า หนัง ยาง แก้ว เซรามิก กระดาษ ฯลฯ
โลหะบางชนิด (ต้องเคลือบหรือช่วยด้วยออกซิเจน): เหล็กกล้าคาร์บอน สเตนเลส โลหะผสมอลูมิเนียม (ประสิทธิภาพต่ำกว่า)

วัสดุที่ใช้ได้กับเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์:

วัสดุโลหะ (ประสิทธิภาพการตัดสูง): เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส อลูมิเนียม ทองแดง ทองเหลือง ไททาเนียม ฯลฯ
ไม่เหมาะสำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ (เนื่องจากอัตราการดูดซับที่ต่ำของความยาวคลื่น 1.06μm จึงทำให้ไม้ พลาสติก แก้ว ฯลฯ ตัดได้ยาก)

ตารางเปรียบเทียบวัสดุที่สามารถใช้ได้:

ประเภทวัสดุ	เครื่องตัดเลเซอร์ CO2	เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์
เหล็กกล้าคาร์บอน	สามารถตัดได้(ช้ากว่า,ต้องใช้ออกซิเจน)	ทางเลือกที่ดีที่สุด (ความเร็วสูง คุณภาพการตัดสูง)
สแตนเลส	สามารถตัดได้(ต้องใช้ไนโตรเจนหรือออกซิเจน)	ทางเลือกที่ดีที่สุด (ความเร็วในการตัดที่รวดเร็ว ไม่มีเสี้ยน)
อลูมิเนียม	สามารถตัดได้(ต้องใช้เลเซอร์กำลังสูง)	สามารถตัดได้(แต่สะท้อนง่าย ต้องการกำลังสูง)
ทองแดง	ตัดยาก(สะท้อนแสงสูง)	สามารถตัดได้ (ต้องใช้เลเซอร์กำลังสูง)
ทองเหลือง	ตัดยาก(สะท้อนแสงสูง)	สามารถตัดได้ (ต้องใช้เลเซอร์กำลังสูง)
โลหะผสมไททาเนียม	สามารถตัดได้(แต่ช้า)	เหมาะสำหรับการตัด
เหล็กอาบสังกะสี	สามารถตัดได้(ต้องใช้ไนโตรเจน)	สามารถตัดได้ (หลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชั่น)
ไม้	ทางเลือกที่ดีที่สุด	ไม่เหมาะสม
อะครีลิค	ทางเลือกที่ดีที่สุด (ตัดเรียบ)	ไม่เหมาะสม
พลาสติก	สามารถตัดได้	ไม่เหมาะสม
หนัง	สามารถตัดได้	ไม่เหมาะสม
ผ้า	สามารถตัดได้	ไม่เหมาะสม
ยาง	สามารถตัดได้	ไม่เหมาะสม
กระจก	ไม่สามารถตัดได้ (สามารถแกะสลักผิวได้)	ตัดไม่ได้

เหตุใดเลเซอร์ CO2 และไฟเบอร์จึงเหมาะกับวัสดุที่แตกต่างกัน?

(1) ความยาวคลื่นเลเซอร์ส่งผลต่ออัตราการดูดซับวัสดุ

ความยาวคลื่นเลเซอร์ไฟเบอร์: 1.06μm (แสงอินฟราเรดใกล้)

วัสดุที่เป็นโลหะ (เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส อลูมิเนียม ทองแดง) มีอัตราการดูดซับแสง 1.06μm สูง จึงมีความเร็วในการตัดที่รวดเร็วและคุณภาพการตัดก็สูง
วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ (เช่น ไม้ พลาสติก อะคริลิก) มีอัตราการดูดซับแสง 1.06μm ต่ำ จึงไม่สามารถตัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความยาวคลื่นเลเซอร์ CO2: 10.6μm (แสงอินฟราเรดไกล)

วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ (เช่น ไม้ อะคริลิก พลาสติก หนัง ผ้า) มีอัตราการดูดซับแสง 10.6μm สูง ดังนั้นจึงให้ผลการตัดที่ดี
วัสดุที่เป็นโลหะ (เช่น ทองแดง อลูมิเนียม สแตนเลส) มีค่าการสะท้อนแสงสูงที่ 10.6μm ส่งผลให้ใช้พลังงานต่ำและมีความเร็วในการตัดช้า

(2) การสะท้อนแสงของโลหะสูง

โลหะที่มีการสะท้อนแสงสูง เช่น ทองแดงและอลูมิเนียม จะมีค่าการสะท้อนแสงสูงสำหรับเลเซอร์ CO2 ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับเลเซอร์ได้ง่ายและต้องใช้การเคลือบหรือเลเซอร์กำลังสูงในการตัด

เลเซอร์ไฟเบอร์ตัดได้ง่ายกว่าเนื่องจากมีความยาวคลื่นสั้นกว่าและความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า

สรุปวัสดุที่ใช้ได้กับเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ VS เครื่องตัดเลเซอร์ CO2:

เลเซอร์ CO2 เหมาะสำหรับการแปรรูปที่ไม่ใช่โลหะ เช่น โฆษณา เสื้อผ้า บรรจุภัณฑ์ งานไม้ หัตถกรรม และอุตสาหกรรมอื่นๆ
ไฟเบอร์เลเซอร์เหมาะสำหรับการประมวลผลโลหะ เช่น การประมวลผลแผ่นโลหะ การผลิตยานยนต์ การบินและอวกาศ การประมวลผลฮาร์ดแวร์ ฯลฯ

3. ประสิทธิภาพและความเร็วในการตัด

ตารางเปรียบเทียบประสิทธิภาพการตัด:

รายการเปรียบเทียบ	เครื่องตัดเลเซอร์ CO2	เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์
ความเร็วในการตัด (โลหะบาง)	ช้า (ไฟเบอร์เลเซอร์เร็วกว่า 2-3 เท่า)	รวดเร็ว เหมาะสำหรับการตัดความเร็วสูง
ความหนาในการตัด (เหล็ก)	สามารถตัดได้ ≤20mm (กำลังสูง)	สามารถตัดได้ ≤50mm (กำลังสูง)
อัตราการแปลงพลังงาน	10%-15%	30%-50%
ความแม่นยำในการตัด	สูงกว่า (0.1มม.)	สูงกว่า (0.05มม.)

วัสดุโลหะบาง (เช่น สเตนเลส เหล็กกล้าคาร์บอน ≤ 10 มม.) : ความเร็วในการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์จะเร็วกว่า ความเร็วในการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์จะเร็วกว่า CO₂ ถึง 2-3 เท่า
วัสดุโลหะหนา (>20 มม.): สามารถใช้ CO₂ และไฟเบอร์เลเซอร์ได้ แต่ไฟเบอร์เลเซอร์จะใช้พลังงานน้อยกว่า การตัดด้วยไฟเบอร์เลเซอร์มีประสิทธิภาพมากกว่าและใช้พลังงานมากกว่า
วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ (เช่น อะคริลิก ไม้): เลเซอร์ CO2 เหมาะสมกว่า และเลเซอร์ไฟเบอร์แทบจะตัดไม่ได้เลย
เลเซอร์ CO2 มีความเร็วในการตัดบนวัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่รวดเร็ว แต่ด้อยกว่าเลเซอร์ไฟเบอร์บนโลหะมาก

ตารางเปรียบเทียบประสิทธิภาพ:

ฉันเทม	เลเซอร์ CO2	ไฟเบอร์เลเซอร์
ประสิทธิภาพการแปลงไฟฟ้าแสง	10%-15%	25%-35%
ความเร็วในการตัด (แผ่นโลหะ)	ช้า	เร็ว
คุณภาพลำแสง	ดี	ดีกว่า
พื้นที่	ใหญ่	เล็ก
ความสะดวกในการใช้งาน	เฉลี่ย	ดี (ระบบอัตโนมัติสูง)

4. คุณภาพการตัด

ตารางเปรียบเทียบคุณภาพการตัด:

รายการเปรียบเทียบ	เครื่องตัดเลเซอร์ CO2	เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์
คุณภาพการตัด	การตัดเรียบ (โดยเฉพาะวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ)	คมตัดโลหะมีความเรียบเนียนยิ่งขึ้น
เขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ)	ขนาดใหญ่ (การดูดกลืนความยาวคลื่น 10.6μm ลึกกว่า)	ขนาดเล็ก (ความยาวคลื่น 1.06μm มีอัตราการดูดซับสูง)
แก๊สช่วย	ความต้องการ (ออกซิเจน ไนโตรเจน อากาศ)	ความต้องการ (ออกซิเจน,ไนโตรเจน)

เลเซอร์ CO₂ มีขอบเรียบเมื่อตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดเสี้ยนเมื่อตัดโลหะ ซึ่งต้องมีการประมวลผลภายหลัง
เลเซอร์ไฟเบอร์มีคุณสมบัติในการตัดวัสดุโลหะได้ดีกว่า โดยมีขอบที่สะอาด และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็ก

5. ต้นทุนอุปกรณ์และการบำรุงรักษา

ตารางเปรียบเทียบราคาเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ VS เครื่องตัดเลเซอร์ CO2:

รายการเปรียบเทียบ	เครื่องตัดเลเซอร์ CO2	เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์
ค่าอุปกรณ์	ต่ำ (เหมาะกับธุรกิจขนาดเล็ก)	สูงกว่า (แต่ต้นทุนการดำเนินงานระยะยาวต่ำ)
การใช้พลังงานในการทำงาน	สูง (ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน 10-15%)	ต่ำ (ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน 30-50%)
ส่วนประกอบหลัก	หลอดเลเซอร์, ตัวสะท้อนแสง, เลนส์	แหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์ หัวตัด
ค่าบำรุงรักษา	สูง (หลอดเลเซอร์และเลนส์ต้องเปลี่ยนเป็นประจำ)	ต่ำ (อายุการใช้งานยาวนานของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์)
อายุการใช้งาน	หลอดเลเซอร์: 8,000-10,000 ชั่วโมง	แหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์: >100,000 ชั่วโมง

อุปกรณ์เลเซอร์ CO2 มีการลงทุนเริ่มต้นต่ำ แต่มีต้นทุนการดำเนินงานสูง และต้องเปลี่ยนวัสดุสิ้นเปลือง เช่น หลอดเลเซอร์ ตัวสะท้อนแสง และเลนส์เป็นประจำ
เลเซอร์ไฟเบอร์มีการลงทุนเริ่มต้นสูง แต่ต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำ และมีอายุการใช้งานยาวนาน จึงเหมาะกับการผลิตทางอุตสาหกรรมในระยะยาว

6. การปกป้องสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย

ตารางเปรียบเทียบการปกป้องสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย:

รายการเปรียบเทียบ	เครื่องตัดเลเซอร์ CO2	เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์
การปกป้องสิ่งแวดล้อม	จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ระบายควัน (การแปรรูปที่ไม่ใช่โลหะจะก่อให้เกิดควันและฝุ่น)	เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น (ไม่มีคาร์บอนไนเซชัน ควันและฝุ่นน้อยลง)
ความปลอดภัยจากเลเซอร์	เลเซอร์ขนาด 10.6μm ไม่ง่ายต่อการทะลุผ่านผิวหนังและปลอดภัยกว่า	เลเซอร์ขนาด 1.06μm สามารถทะลุผ่านดวงตาได้ จึงต้องใช้แว่นตาป้องกัน

การประมวลผลด้วยเลเซอร์ CO2 ของวัสดุที่ไม่ใช่โลหะจะผลิตควันและฝุ่น ซึ่งต้องใช้ระบบระบายควันเพิ่มเติม
เลเซอร์ไฟเบอร์อันตรายต่อดวงตามากกว่า และผู้ปฏิบัติงานจะต้องสวมแว่นเลเซอร์พิเศษ

7. เลือกอย่างไร: เครื่องตัดเลเซอร์ CO₂ หรือ เครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์?

เลือกเครื่องตัดเลเซอร์ CO₂ หากคุณต้องการ:

การแปรรูปวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ (ไม้ พลาสติก อะคริลิค หนัง ผ้า)
ธุรกิจขนาดเล็กหรืองบประมาณจำกัด (ต้นทุนอุปกรณ์ต่ำกว่า)
ต้องคำนึงถึงทั้งการตัดและการแกะสลัก (โฆษณา หัตถกรรม อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์)

เลือกเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์หากคุณต้องการ:

การแปรรูปโลหะระดับมืออาชีพ (เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส อลูมิเนียม ทองแดง ฯลฯ)
ประสิทธิภาพสูงและความแม่นยำสูง (การผลิตทางอุตสาหกรรม การแปรรูปแผ่นโลหะ)
การดำเนินงานระยะยาวและต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำ (อายุการใช้งานยาวนานของแหล่งเลเซอร์ไฟเบอร์)

สถานการณ์การใช้งานที่แนะนำ:

สถานการณ์	อุปกรณ์ที่แนะนำ
การแปรรูปที่ไม่ใช่โลหะ (เช่น ไม้ อะคริลิค)	เลเซอร์ CO2
การแปรรูปโลหะแม่นยำ โรงงานผลิตแผ่นโลหะ ชิ้นส่วนรถยนต์	ไฟเบอร์เลเซอร์
การตัดแผ่นโลหะบางจำนวนมาก	ไฟเบอร์เลเซอร์
โรงงานขนาดเล็กแบบครบวงจร การศึกษา และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์	ขึ้นอยู่กับงบประมาณและประเภทวัสดุ

สรุป:

รายการเปรียบเทียบ	เครื่องตัดเลเซอร์ CO2	เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์
วัสดุที่สามารถนำไปใช้ได้	อโลหะ โลหะบางชนิด	ส่วนใหญ่เป็นโลหะ
ความเร็วในการตัด	ช้า (โดยเฉพาะโลหะ)	เร็วขึ้น (โดยเฉพาะโลหะบาง)
ความหนาในการตัด	≤20มม.	≤50มม.
ค่าอุปกรณ์	ต่ำ	สูง
ค่าบำรุงรักษา	สูง (ต้องเปลี่ยนหลอดเลเซอร์)	ต่ำ (อายุการใช้งานยาวนานของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์)

เครื่องตัดเลเซอร์ CO₂ เหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะและการแปรรูปโลหะเบา เป็นเทคโนโลยีที่ก้าวหน้า แต่ใช้พลังงานสูงและมีต้นทุนการบำรุงรักษาสูง
เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์: เหมาะสำหรับการตัดโลหะที่มีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะแผ่นบางและวัสดุสะท้อนแสงสูง ประสิทธิภาพสูง กินพลังงานต่ำ บำรุงรักษาง่าย และเป็นกระแสหลักของการพัฒนาในอนาคต