新闻与事件

光纤激光切割机 VS CO2激光切割机

光纤激光切割机与CO2激光切割机是两种常见的工业激光切割设备，它们在光源、适用材料、切割速度、能耗、维护成本等方面存在明显差异，以下进行详细比较。

1.光纤激光切割机VS CO2激光切割机：工作原理

CO2激光切割机的工作原理及光纤激光切割机两者有着明显的不同，主要体现在激光的产生方式、光束传输方式、波长、能量转换效率等方面。

光纤激光切割机工作原理：

（1）激光产生

采用掺稀土元素（如镱）光纤作为激光介质，通过光泵浦技术对光信号进行放大，产生高能量的激光束。

主要波长为1.06μm（近红外光）。该波长对金属材料的吸收率较高，适合切割碳钢、不锈钢、铝、铜、黄铜、钛等金属材料。

什么是光纤激光切割机？

（2）光束传输

光纤激光无需反射器，而是通过柔性光纤传输，可直接传输到切割头，无需额外的光学对中设备。

由于光纤的传输损耗极低，因此切割效率更高，能量利用率更好。

（3）切割工艺

聚焦的光纤激光束照射金属表面，迅速熔化并气化材料。

借助高压辅助气体（氧气、氮气、空气），吹走熔渣，提高切割速度和质量。

适用于高精度金属切割，切割速度快，热影响区小，几乎无毛刺。

CO2激光切割机的工作原理：

（1）激光产生

采用CO2气体（主要成分：二氧化碳、氮气、氦气）作为激光介质，利用高压电激发CO2气体产生激光束。

主要波长为10.6μm（远红外光），对非金属材料吸收率较高，特别适合切割木材、塑料、亚克力、皮革、橡胶、布料等非金属材料。

什么是CO2激光切割机？

（2）光束传输

CO2激光束不能通过光纤传输，而是依靠反射器和透镜来引导光束，最终聚焦在材料表面进行切割。

由于使用透镜和反射镜，该设备对光学准直的要求很高，并且需要定期维护和更换光学器件。

（3）切割工艺

聚焦的CO2激光束照射材料表面，使材料吸收激光能量并加热到熔化或汽化的温度。

借助辅助气体（氧气、氮气、空气），吹走熔体或氧化物，实现精确切割。

适用于非金属和部分金属材料（金属反射率高，CO2激光能量利用率低）。

工作原理比较总结：

类型	CO₂激光切割机	光纤激光切割机
激光波长	10.6μm（远红外）	1.06μm（近红外）
激光介质	CO₂气体放电激发产生激光	稀土元素掺杂光纤放大激光器
光束传输法	通过反射器传输	直接通过光纤传输
应用范围	适用于非金属材料和部分金属材料	主要用于金属切削

CO₂激光器通过气体放电产生激光，光束经过透镜和反射镜的传输，适用于非金属材料。
光纤激光器采用光纤传输，无反射器，适合高精度金属加工。

2.适用材料比较

CO₂激光切割机适用材料：

非金属材料：木材、亚克力、塑料、布料、皮革、橡胶、玻璃、陶瓷、纸张等。
一些金属（需要涂层或氧气辅助）：碳钢、不锈钢、铝合金（效率较低）。

光纤激光切割机适用材料：

金属材料（切割效率高）：碳钢、不锈钢、铝、铜、黄铜、钛等。
不适用于非金属（由于对波长1.06μm的吸收率低，木材、塑料、玻璃等难以切割）。

适用材料对照表：

材料种类	CO₂激光切割机	光纤激光切割机
碳钢	可以切割（速度较慢，需要氧气）	最佳选择（速度快，切割质量高）
不锈钢	可切割（需要氮气或氧气）	最佳选择（切割速度快、无毛刺）
铝	可以切割（需要高功率激光）	可切割（但易反射，需高功率）
铜	难以切割（高反射率）	可切割（需要高功率激光）
黄铜	难以切割（高反射率）	可切割（需要高功率激光）
钛合金	可以切割（但速度慢）	适用于切割
镀锌钢	可切割（需要氮气）	可切割（避免氧化）
木头	最佳选择	不宜
丙烯酸纤维	最佳选择（平滑切割）	不宜
塑料	可剪	不宜
皮革	可剪	不宜
布	可剪	不宜
橡皮	可剪	不宜
玻璃	无法切割（可以进行表面雕刻）	无法切割

为什么CO2和光纤激光器适用于不同的材料？

（1）激光波长影响材料吸收率

光纤激光器波长：1.06μm（近红外光）

金属材料（如碳钢、不锈钢、铝、铜）对1.06μm光的吸收率高，因此切割速度快，切割质量高。
非金属材料（如木材、塑料、亚克力）对1.06μm光的吸收率较低，无法进行有效切割。

CO2激光波长：10.6μm（远红外光）

非金属材料（如木材、亚克力、塑料、皮革、布料）对10.6μm光的吸收率高，因此切割效果好。
金属材料（如铜、铝、不锈钢）对10.6μm光的反射率较高，导致能量利用率低，切割速度慢。

（2）金属反射率高

铜、铝等高反射金属对于CO2激光器的反射率较高，容易损坏激光器，需要镀膜或者采用高功率激光器进行切割。

光纤激光器由于波长较短、能量密度较高，因此更容易切割。