光纖雷射器超越CO2雷射器的優勢

2020-11-26 OFweek維科網

  光纖雷射切割技術是在近年內才開始發力的一項切割工藝。儘管很多公司剛開始了解此技術,但也開始意識到光纖雷射切割較普通的二氧化碳雷射切割之間的差異。隨著切割技術的不斷改進,光纖雷射切割已成為目前本行業最先進的技術之一。

  熱能切割方法主要包括火焰、等離子和雷射切割技術,其中雷射切割可實現最好的切割質量,尤其是對於直徑和厚度比小於1:1的精細特徵和孔切割。因而,雷射切割技術成為本行業中最適合要求嚴格精細切割的方法。

  而在雷射切割的範疇中,光纖雷射切割獲得很多的關注,因為它既提供了二氧化碳雷射切割可實現的切割速度和質量,並且維護和操作成本顯著降低。

  光纖切割的核心優勢

  二氧化碳雷射切割技術中,二氧化碳氣體是產生雷射光束的介質。然而,光纖雷射是通過二極體和光纖電纜進行傳輸工作的。光纖雷射系統通過多個二極體泵浦產生雷射束,然後通過撓性光纖電纜傳輸至雷射切割頭,而非通過反射鏡傳輸光束。這樣有很多優勢,首先是切割床尺寸。氣體雷射技術中反射鏡必須設定在一定的距離內,和其不同,光纖雷射技術無範圍限制。而且甚至可以將光纖雷射安裝在等離子切割床的等離子切割頭旁邊,二氧化碳雷射切割技術無此可選件。同樣,在和同等功率的氣體切割系統比較時,由於光纖彎曲的能力使得該系統顯得更加緊湊。

  光纖切割技術最重要且有意義的優勢應該就是其能效性。憑藉光纖雷射完整的固態數字模塊、單一設計,光纖雷射切割系統擁有高於二氧化碳雷射切割的電光轉換效率。對於二氧化碳切割系統的各個電源單元來說,實際一般利用率約為8%至10%。而對於光纖雷射切割系統來說,用戶可以期望更高的電源效率,大約在25%至30%間。換句話說,光纖切割系統整體消耗的能源比二氧化碳切割系統少約3至5倍,使得能效提高至大於86%。

  光纖雷射具有短波長的特性,從而提高切割材料對光束的吸收性,並且能夠切割如黃銅和銅以及非導電性材料。更加集中的光束產生較小的焦點和較深的焦深,這樣光纖雷射可以快速切割較薄材料以及更加有效地切割中等厚度材料。切割厚至6mm的材料時,1.5kW光纖雷射切割系統的切割速度相當於3kW二氧化碳雷射切割系統的切割速度。因為光纖切割的運行成本低於普通二氧化碳切割系統的成本,所以這可以理解為輸出量提高而商業成本降低。

  同樣存在維護的問題。二氧化碳氣體雷射系統需要定期維護;反射鏡需要維護和校準,諧振腔需要定期維護。另一方面,光纖雷射切割解決方案幾乎不需要任何維護。二氧化碳雷射切割系統需要二氧化碳作為雷射氣體,由於二氧化碳氣體的純度問題,諧振腔內會汙染,需要定期清理。對於一個數千瓦級二氧化碳系統來說,此項每年至少花費2萬美元。另外,許多二氧化碳切割需要高速軸流渦輪機輸送雷射氣體,而渦輪機的需要維護和翻修。最後,和二氧化碳切割系統相比,光纖切割解決方案更加緊湊,並且對生態環境的影響小,所以需要更少冷卻,而且能源消耗明顯降低。

  較少的維護和較高能效相結合使得光纖雷射切割和二氧化碳雷射切割系統相比,排放較少的二氧化碳,而且更加環保。

相關焦點

  • 光纖雷射器取代CO2雷射器核心優勢在哪
    近幾年,光纖雷射切割技術在行業中開始大量運用,在2014年,光纖雷射器超越了CO2雷射器成為最大份額的雷射源。光纖雷射切割既提供了CO2雷射切割可實現的切割速度和質量,而且維護和操作成本顯著降低。光纖切割技術能效性高,憑藉光纖雷射完整的固態數字模塊、單一設計,光纖雷射切割系統擁有高於CO2雷射切割的電光轉換效率。
  • 雷射切割機的特點:光纖雷射器對比CO2雷射器
    1.操作要求及維護CO2雷射器在使用前需要進行光路調整,光路的情況將直接影響到工件切割的效果,因此需人工調整光路且定期維護;YAG固體雷射器熱透鏡效應明顯,需經常維護;光纖雷射器光纖傳輸,免調節、免維護、高穩定,操作簡便
  • 點評:光纖雷射器與CO2雷射器性能比較
    在雷射焊接設備日常使用過程中,由於光纖雷射器靠整根光纖來傳導雷射,而CO2雷射器需 要靠外光路系統來傳導雷射,因此,在每次設備開始使用前,CO2雷射器都要進行光路調整,而光纖雷射器不需要調整。與光纖雷射器的光纖相比,CO2雷射器的外光路系統在使用過程中較容易受到外界振動和衝擊的影響。因此,與光纖雷射器的光纖相比,CO2雷射器的外光路系統在使用過程中的穩定性較差。  相同功率的光纖雷射器和CO2雷射器能耗的比較:  圖1所示為4000W的光纖雷射器、CO2雷射器、DISC雷射器、YAG雷射器每小時運行成本 的比較。
  • 光纖雷射器咄咄逼人 CO2雷射器該如何應對?
    圖6 光纖雷射和CO2雷射切割不鏽鋼斷面質量的比較  儘管目前光纖雷射器的發展勢頭很猛,但在加工4mm以上板材時,CO2雷射器優勢明顯。由於雷射加工站通常希望能提供各種不同厚度的切割服務,因此CO2雷射器將牢牢保持這一部分市場份額,儘管許多公司現在開始提供光纖雷射切割機,但CO2雷射切割機仍是其主打產品。  雖然光纖雷射器在薄板切割中速度更快,但同樣的加工服務,2kW的CO2雷射也能很好滿足,不過,前者的設備價格卻遠高於CO2雷射器的價格。
  • 光纖雷射器和CO2雷射器哪個好?你該怎麼選?
    ‍光纖雷射器的死穴  光纖雷射不能切割非金屬,包括木材、塑料、皮革、棉麻織物等。如果需要加工的工件材料恰是非金屬,那麼光纖雷射器只能落選,而非CO2雷射器莫屬。  ‍切割速度  切割速度、穿孔效率、斷面質量等方面構成雷射切割效能,是評價雷射器(機器)的綜合性指標。金屬加工微信,內容不錯,值得關注。  光纖雷射器切割薄板有優勢,尤其是厚度3mm以下者,優勢明顯,相對於CO2雷射器,最大切割速度比值可達4:1;而6mm是兩種雷射器優勢互換的臨界厚度。
  • 【技術指導】購買雷射設備時,選擇光纖雷射器還是CO2雷射器?
    光纖雷射器切割薄板有優勢,尤其是厚度3mm以下者,優勢明顯,相對於CO2雷射器,最大切割速度比值可達4:1;而6mm是兩種雷射器優勢互換的臨界厚度。切割厚度>6mm的板材,光纖雷射無優勢;隨著厚度的增加,CO2漸顯優勢,但並不顯著。  總的說來,切割速度方面還是光纖雷射器有優勢。
  • 室內空氣淨化應用領域:光纖雷射器取代CO2雷射器
    隨著對室內空氣品質需求的增加,RSE通過光纖雷射技術生產的標準化定製活性炭空氣過濾器不斷滿足OEM用戶的需求。通過光纖雷射切割系統,處理多數部件的時間能節省許多。RSE營運長Charles McCormick解釋道,公司通過保持核心業務和最新技術有效地進行產品生產,以保持市場優勢。2015年11月,RSE通過LVD Strippit生產的2kW光纖雷射機Lunx FL成功進入光纖雷射切割領域。在對雷射切割系統進行了深入研究之後,McCormick選擇了光纖雷射切割技術,淘汰了傳統的二氧化碳切割技術(如下圖)。
  • co2雷射器的發展趨勢
    打開APP co2雷射器的發展趨勢 發表於 2019-07-08 15:55:44   co2雷射器   CO2雷射器是一種以CO2來產生雷射輻射的氣體雷射器,是目前用最廣泛的雷射器之一,它有著一些非常突出的高功率、高質量等優點。
  • Rofin公司推出6KW光纖雷射器與CO2板條雷射器
    除了新型的具有6千瓦切割能力的CO2板條雷射器在Euroblech展覽會首次亮相外,ROFIN同時展示出了緊湊型系列中強大的4千瓦光纖雷射器。  在今年的Euroblech展覽會上ROFIN展出了兩款輸出功率達6千瓦的雷射器,分別是CO2板條雷射器DC060以及光纖雷射器FL060,功率級別的增加極大地擴展了其在工業雷射切割市場範圍。  ROFIN的CO2板條雷射器被用在世界各地的生產基地,其具有高可靠性、低維護成本和卓越的光束質量等優點。
  • 光纖雷射器結構特點及優勢
    全光纖雷射器的典型光路結構和光纖功率合成技術  圖1A是一種典型的單端泵浦連續單模大功率全光纖雷射器的光路示意圖。單端泵浦結構簡單,但有源區增益呈指數衰減,分布極不均勻,適合功率不是非常高的情況。
  • 技術解讀:高亮度多模光纖雷射器優勢何在?
    在多模雷射裡面,2<M2<4可以稱之為高亮度多模雷射器。高亮度多模雷射器雖然屬於多模雷射,但是它仍然保持了很多單模雷射高亮度的特性,同時在成本控制、穩定性以及抑制非線性效應等等方面都比單模或準單模雷射要好很多,所以在某些應用領域呈現出無可替代的優勢。
  • 淺析光纖雷射器採用976nm泵浦的優勢
    最近十多年來,隨著泵浦源和雷射器結構的不斷改進,光纖雷射器技術有了很大的提高。基於摻鐿光纖的雷射器(YDF-laser)因為有著較高的電-光轉換效率,較好的光束質量和穩定性等優勢被廣泛用於工業,科研等領域。
  • 金屬材料加工:CO2、光纖雷射及直接半導體雷射器誰將勝出?
    光纖雷射器具有更高的波長吸收率  最新的研究進展表面,直接半導體雷射器系統可以通過二極體直接切割金屬,從而較少了光纖雷射器和碟片雷射器系統多帶來的複雜性及高成本。在1KW直接半導體雷射器導入50μm光纖(BBP值為2.5mm-mrad)情況下,對比於1.08μm光纖雷射器(二者在工件表面具有相似的光斑尺寸),直接半導體雷射器切割速度可以提升1倍。
  • 中國光纖雷射器的發展與展望
    光纖雷射器,是使用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的雷射器。一般來說光纖雷射器主要由泵浦源、隔離器、合束器、摻雜光纖等部件構成。光纖雷射器擁有的上述無可比擬的技術優勢,使其廣泛應用於雕刻、打標、切割、熔覆、焊接、表面處理等材料加工領域,正在逐漸取代各種物理加工、化學加工、印刷加工等傳統加工方式。隨著美國IPG公司 2003年在中國賣出第一臺調Q脈衝光纖雷射器開始,商用的脈衝光纖雷射器在中國市場的發展正式拉開帷幕。
  • 中國光纖雷射器的「全明星」
    目前光纖雷射是雷射技術研究的前沿課題,光纖雷射器具有體積小、效率高、光束質量好、節能環保等優勢,在光通訊、雷射加工、雷射醫學、生物技術等領域具有廣闊的應用前景。近年來,我國光纖雷射技術有了長足發展,但整體水平和可持續發展能力與世界先進水平仍有明顯差距。
  • 光纖雷射器的最新進展及未來發展
    如果應用並不需要產生很高的功率密度,那麼多模的總功率較高將成為優勢,例如對於切割和焊接的熱處理。  長脈衝雷射被稱為準連續雷射器,產生ms量級的脈衝,佔空比為10%。這使得脈衝光具有比連續光高十倍以上的峰值功率,對於鑽孔等應用來說非常有利。根據脈寬可將重複頻率調製達500Hz。  調Q光纖雷射器脈衝寬度在ns量級到ms量級之間,光纖越長,輸出脈衝越寬。
  • 高亮度半導體雷射器模塊泵浦光纖雷射器
    單發射體或陣列配置(也稱為半導體雷射器巴條)中的多模半導體雷射器,已經成為多種應用中的固態雷射器光學泵浦的首選泵浦源。當用於光纖雷射器的光學泵浦源時,單發射體 和巴條各有特定的優缺點。單發射體的優勢在於能夠實現可大規模量產,並具有相對良好的熱管理能力;而巴條則在光學亮度、小巧的體積(同等輸出功率條件下),以及通過幾個單體光學元件對多個發射體進行光束整形方面,具有自身優勢。  通過開發專門的晶片結構,以及針對光纖雷射器泵浦應用對模塊進行專門的設計和優化,半導體雷射器巴條已經能夠實現自動化生產和光纖耦合,同時降低了對相鄰發射體的熱影響。
  • 「古老」的CO2雷射器如何找到新曙光
    眾所周知,近年來光纖雷射器的迅猛發展,正在不斷蠶食著CO2雷射器的市場份額,特別是在金屬加工領域,幾年之間,CO2雷射器的主力軍地位已不復存在。在光纖雷射器、碟片雷射器、半導體雷射器等產品開始大行其道的當下,CO2雷射器仿佛正在開始退出歷史舞臺。那麼,CO2雷射器這種古老的雷射技術,真的到了要「退休」的時候了嗎?事實並非如此。「事實上,CO2雷射器的應用市場並不是越來越小,而是越來越大。」
  • CO2雷射器如何堅守「最後的陣地」
    圖2為CO2雷射器和光纖雷射器切割不同厚度鋼板時,材料對不同波長雷射的吸收率曲線。50um和100um焦斑的光纖雷射材料吸收率在4.4mm和5mm 板厚處就分別下降到0.2和0.3以下,遠低於CO2超過0.4的材料吸收率。
  • 新基建助推光纖雷射器進入20kW時
    基於976nm高效能的技術路線有望成為萬瓦雷射的主流路線,隨著新基建的深入,中厚板金屬加工未來預計有著巨大的潛力,在萬瓦雷射的應用上,中國雷射有機會實現彎道超車,在雷射器及雷射加工設備上實現部分對西方發達國家技術的追趕和高性價比產品的超越。