Оглавление
Волоконный лазерный станок для резки и CO2 лазерный станок для резки являются двумя распространенными промышленными лазерными режущими устройствами. Они имеют очевидные различия в источнике света, применяемых материалах, скорости резки, энергопотреблении, стоимости обслуживания и т. д. Ниже приведено подробное сравнение.
1. Станок для резки волоконным лазером против станка для резки CO2 лазером: принцип работы
Принцип работы станка для лазерной резки CO2 и волоконный лазер для резки очевидно, различаются, что в основном отражается в методе генерации лазера, методе передачи луча, длине волны, эффективности преобразования энергии и других аспектах.
Принцип работы станка для резки волоконным лазером:
(1) Генерация лазера
В качестве лазерной среды используется волокно, легированное редкоземельными элементами (например, иттербием), а оптический сигнал усиливается с помощью технологии оптической накачки для генерации высокоэнергетического лазерного луча.
Основная длина волны составляет 1,06 мкм (ближний инфракрасный свет). Эта длина волны имеет высокую скорость поглощения для металлических материалов, поэтому она подходит для резки металлических материалов, таких как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь, латунь и титан.
(2) Передача луча
Волоконный лазер не требует отражателя, а передается через гибкое оптическое волокно. Он может передаваться напрямую на режущую головку без необходимости использования дополнительного оптического выравнивающего оборудования.
Благодаря чрезвычайно низким потерям при передаче оптического волокна эффективность резки выше, а коэффициент использования энергии лучше.
(3) Процесс резки
Сфокусированный луч волоконного лазера облучает поверхность металла, быстро расплавляя и испаряя материал.
С помощью вспомогательного газа высокого давления (кислород, азот, воздух) шлак сдувается, что повышает скорость и качество резки.
Подходит для высокоточной резки металла, отличается высокой скоростью резки, небольшой зоной термического влияния и практически полным отсутствием заусенцев.
Принцип работы станка для резки лазером CO2:
(1) Генерация лазера
В качестве лазерной среды используется газ CO2 (основные компоненты: углекислый газ, азот, гелий), а для возбуждения газа CO2 с целью генерации лазерного луча используется электричество высокого напряжения.
Основная длина волны составляет 10,6 мкм (дальний инфракрасный свет), который имеет высокую скорость поглощения неметаллическими материалами, поэтому он особенно подходит для резки неметаллических материалов, таких как дерево, пластик, акрил, кожа, резина, ткань и т. д.
(2) Передача луча
Луч CO2-лазера невозможно передать по оптоволокну, для этого используются отражатели и линзы, которые направляют луч и в конечном итоге фокусируют его на поверхности материала для резки.
Из-за использования линз и отражателей оборудование предъявляет высокие требования к оптической юстировке, а оптические устройства необходимо регулярно обслуживать и заменять.
(3) Процесс резки
Сфокусированный луч CO2-лазера облучает поверхность материала, заставляя материал поглощать энергию лазера и нагреваться до температуры плавления или испарения.
С помощью вспомогательного газа (кислорода, азота, воздуха) расплав или оксид выдувается, обеспечивая точность резки.
Применимо к неметаллическим и некоторым металлическим материалам (металлы имеют высокую отражательную способность, а использование энергии CO2-лазера низкое).
Сравнение и краткое изложение принципов работы:
Тип | Станок для лазерной резки CO₂ | Волоконный лазер для резки |
Длина волны лазера | 10,6 мкм (дальний инфракрасный диапазон) | 1,06 мкм (ближний инфракрасный) |
Лазерная среда | Возбуждение разряда газа CO₂ создает лазер | Лазер с усилением на основе волокна, легированного редкоземельными элементами |
Метод передачи луча | Передается через отражатели | Передается напрямую через оптоволокно |
Область применения | Подходит для неметаллических материалов и некоторых металлических материалов. | В основном используется для резки металла. |
- CO₂-лазер генерирует лазерный свет посредством газового разряда, а луч передается через линзы и отражатели, что подходит для неметаллических материалов.
- Волоконный лазер использует оптоволоконную передачу и не имеет отражателей, что подходит для высокоточной обработки металла.
2. Сравнение применяемых материалов
Применимые материалы для станков лазерной резки CO₂:
- Неметаллические материалы: дерево, акрил, пластик, ткань, кожа, резина, стекло, керамика, бумага и т. д.
- Некоторые металлы (требуют покрытия или кислородной поддержки): углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевый сплав (более низкая эффективность).
Применимые материалы для станков волоконной лазерной резки:
- Металлические материалы (высокая эффективность резки): углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь, латунь, титан и т. д.
- Не подходит для неметаллов (из-за низкой скорости поглощения длины волны 1,06 мкм трудно резать дерево, пластик, стекло и т. д.).
Сравнительная таблица применяемых материалов:
Тип материала | Станок для лазерной резки CO₂ | Волоконный лазер для резки |
Углеродистая сталь | Может резать (медленнее, требует кислорода) | Лучший выбор (высокая скорость, высокое качество резки) |
Нержавеющая сталь | Может резать (требуется азот или кислород) | Лучший выбор (высокая скорость резки, отсутствие заусенцев) |
Алюминий | Может резать (требуется мощный лазер) | Можно резать (но легко отражать, требуется большая мощность) |
Медь | Трудно резать (высокая отражательная способность) | Можно резать (требуется лазер высокой мощности) |
Латунь | Трудно резать (высокая отражательная способность) | Можно резать (требуется лазер высокой мощности) |
Титановый сплав | Может резать (но медленно) | Подходит для резки |
Оцинкованная сталь | Может резать (требуется азот) | Можно резать (избегать окисления) |
Древесина | Лучший выбор | Не подходит |
Акрил | Лучший выбор (гладкий срез) | Не подходит |
Пластик | Можно резать | Не подходит |
Кожа | Можно резать | Не подходит |
Ткань | Можно резать | Не подходит |
Резина | Можно резать | Не подходит |
Стекло | Невозможно резать (возможна гравировка поверхности) | Невозможно вырезать |
Почему CO2-лазеры и волоконные лазеры подходят для разных материалов?
(1) Длина волны лазера влияет на скорость поглощения материала
Длина волны волоконного лазера: 1,06 мкм (ближний инфракрасный свет)
- Металлические материалы (такие как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь) обладают высокой скоростью поглощения света с длиной волны 1,06 мкм, поэтому скорость резки высокая, а качество — высокое.
- Неметаллические материалы (такие как дерево, пластик, акрил) имеют низкую скорость поглощения света с длиной волны 1,06 мкм, поэтому их невозможно эффективно резать.
Длина волны CO2-лазера: 10,6 мкм (дальний инфракрасный свет)
- Неметаллические материалы (такие как дерево, акрил, пластик, кожа, ткань) имеют высокую скорость поглощения света 10,6 мкм, поэтому эффект резки хороший.
- Металлические материалы (такие как медь, алюминий, нержавеющая сталь) обладают высокой отражательной способностью для света с длиной волны 10,6 мкм, что приводит к низкому энергопотреблению и низкой скорости резки.
(2) Высокая отражательная способность металла
Металлы с высокой отражательной способностью, такие как медь и алюминий, имеют высокую отражательную способность для CO2-лазеров, что может легко повредить лазер и потребовать нанесения покрытия или использования мощного лазера для резки.
Волоконные лазеры легче резать из-за их более короткой длины волны и более высокой плотности энергии.
Обзор применимых материалов для станка для резки волоконным лазером по сравнению с станком для резки CO2-лазером:
- CO₂-лазер подходит для обработки неметаллических материалов, например, в рекламе, производстве одежды, упаковки, деревообработке, ремесленном производстве и других отраслях.
- Волоконный лазер подходит для обработки металла, например, для обработки листового металла, в автомобилестроении, аэрокосмической промышленности, при обработке оборудования и т. д.
3. Эффективность и скорость резки
Сравнительная таблица эффективности резки:
Сравнение товаров | Станок для лазерной резки CO₂ | Волоконный лазер для резки |
Скорость резки (тонкий металл) | Медленно (волоконный лазер в 2-3 раза быстрее) | Быстрый, подходит для высокоскоростной резки |
Толщина реза (сталь) | Может резать ≤20 мм (высокая мощность) | Может резать ≤50 мм (высокая мощность) |
Коэффициент преобразования энергии | 10%-15% | 30%-50% |
Точность резки | Выше (0,1 мм) | Выше (0,05 мм) |
- Тонкие металлические материалы (например, нержавеющая сталь, углеродистая сталь ≤ 10 мм): Скорость резки волоконным лазером выше. Скорость резки волоконным лазером в 2-3 раза выше, чем CO₂.
- Толстые металлические материалы (>20 мм): можно использовать CO₂ и волоконный лазер, но волоконный лазер потребляет меньше энергии. Резка волоконным лазером более эффективна и имеет более высокое использование энергии.
- Неметаллические материалы (такие как акрил, дерево): больше подходит CO₂-лазер, а волоконный лазер с трудом поддается резке.
- CO₂-лазер обеспечивает высокую скорость резки неметаллов, но значительно уступает волоконному лазеру при резке металлов.
Сравнительная таблица производительности:
ятем | CO₂-лазер | Волоконный лазер |
эффективность фотоэлектрического преобразования | 10%-15% | 25%-35% |
Скорость резки (листовой металл) | Медленный | Быстрый |
Качество светового луча | Хороший | Лучше |
Область | Большой | Маленький |
Простота использования | Средний | Хорошо (высокая автоматизация) |
4. Качество резки
Сравнительная таблица качества резки:
Сравнение товаров | Станок для лазерной резки CO₂ | Волоконный лазер для резки |
Качество разреза | Гладкая резка (особенно неметаллических материалов) | Режущая кромка металла более гладкая |
Зона термического влияния (ЗТВ) | Большой (длина волны 10,6 мкм поглощается глубже) | Маленький (длина волны 1,06 мкм имеет высокую скорость поглощения) |
Вспомогательный газ | Требуется (кислород, азот, воздух) | Требуется (кислород, азот) |
- Лазеры CO₂ обеспечивают гладкие края при резке неметаллов, но склонны к образованию заусенцев при резке металлов, что требует последующей обработки.
- Волоконные лазеры обеспечивают лучшее качество резки металлических материалов, с чистыми кромками и небольшой зоной термического воздействия.
5. Стоимость оборудования и его обслуживание
Сравнительная таблица стоимости станка для резки волоконным лазером и станка для резки CO2 лазером:
Сравнение товаров | Станок для лазерной резки CO₂ | Волоконный лазер для резки |
Стоимость оборудования | Низкий (подходит для малого бизнеса) | Выше (но низкие долгосрочные эксплуатационные расходы) |
Потребление энергии при эксплуатации | Высокая (энергоэффективность 10-15%) | Низкая (энергоэффективность 30-50%) |
Основные компоненты | Лазерная трубка, отражатель, линза | Волоконный лазерный источник, режущая головка |
Стоимость обслуживания | Высокая (лазерную трубку и линзу необходимо регулярно заменять) | Низкий (длительный срок службы волоконного лазерного источника) |
Срок службы | Лазерная трубка: 8000-10000 часов | Источник волоконного лазера: >100 000 часов |
- Оборудование для лазера CO₂ требует небольших первоначальных инвестиций, но высоких эксплуатационных расходов и регулярной замены расходных материалов, таких как лазерные трубки, отражатели и линзы.
- Волоконные лазеры требуют больших первоначальных инвестиций, но при этом имеют низкие затраты на техническое обслуживание и длительный срок службы, что делает их более подходящими для долгосрочного промышленного производства.
6. Охрана окружающей среды и безопасность
Сравнительная таблица по охране окружающей среды и безопасности:
Сравнение товаров | Станок для лазерной резки CO₂ | Волоконный лазер для резки |
Охрана окружающей среды | Необходимо оборудование для удаления дыма (при обработке неметаллических материалов образуется дым и пыль) | Более экологичен (нет карбонизации, меньше дыма и пыли) |
Безопасность лазера | Лазер 10,6 мкм не так легко проникает в кожу и является более безопасным | Лазер 1,06 мкм может проникать в глаза, поэтому необходимы защитные очки. |
- Обработка неметаллов лазером CO₂ приводит к образованию дыма и пыли, что требует установки дополнительной системы дымоудаления.
- Волоконные лазеры более опасны для глаз, поэтому операторам необходимо носить специальные лазерные очки.
7. Как выбрать: станок для резки CO₂-лазером или станок для резки волоконным лазером?
Выбирайте станок для резки лазером CO₂, если вам нужно:
- Обработка неметаллических материалов (дерево, пластик, акрил, кожа, ткань)
- Малый бизнес или ограниченный бюджет (более низкая стоимость оборудования)
- Необходимо учитывать как резку, так и гравировку (реклама, ремесла, упаковочная промышленность)
Выбирайте станок для резки волоконным лазером, если вам нужно:
- Профессиональная обработка металла (углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь и т. д.)
- Высокая эффективность и высокая точность (промышленное производство, обработка листового металла)
- Длительный срок эксплуатации и низкие затраты на обслуживание (длительный срок службы волоконного лазерного источника)
Рекомендуемые сценарии использования:
Сценарии | Рекомендуемое оборудование |
Обработка неметаллических материалов (например, дерева, акрила) | CO₂-лазер |
Точная обработка металла, заводы по производству листового металла, автозапчасти | Волоконный лазер |
Резка больших объемов тонких металлических пластин | Волоконный лазер |
Комплексные малые фабрики, образование и научные исследования | Зависит от бюджета и типа материала |
Краткое содержание:
Сравнение товаров | Станок для лазерной резки CO₂ | Волоконный лазер для резки |
Применимые материалы | Неметалл, некоторые металлы | В основном металл |
Скорость резки | Медленно (особенно металлы) | Быстрее (особенно тонкие металлы) |
Толщина реза | ≤20мм | ≤50мм |
Стоимость оборудования | Низкий | Высокий |
Стоимость обслуживания | Высокая (необходимо заменить лазерную трубку) | Низкий (длительный срок службы волоконного лазерного источника) |
- Станок для лазерной резки CO₂: подходит для резки неметаллических материалов и обработки легких металлов, отработанная технология, но высокое энергопотребление и высокие затраты на техническое обслуживание.
- Станок для резки волоконным лазером: подходит для эффективной резки металла, особенно тонких пластин и материалов с высокой отражающей способностью, отличается высокой эффективностью, низким энергопотреблением, простотой обслуживания и является основным направлением будущих разработок.
Russian 
English 
Spanish 
Portuguese 
German 
Arabic 
Italian 
French 
Chinese 
Vietnamese 
Thai