Obsah
Vláknov? laserov? ?ezací stroj a CO2 laserov? ?ezací stroj jsou dvě bě?ná pr?myslová laserová ?ezací za?ízení. Li?í se zjevně ve zdroji světla, pou?it?ch materiálech, rychlosti ?ezání, spot?ebě energie, nákladech na údr?bu atd. Následuje podrobné srovnání.
1. ?ezací stroj s vláknov?m laserem VS. ?ezací stroj s CO2 laserem: princip fungování
Principy fungování CO2 laserového ?ezacího stroje a vláknov? laserov? ?ezací stroj se samoz?ejmě li?í, co? se odrá?í hlavně v metodě generování laseru, metodě p?enosu paprsku, vlnové délce, ú?innosti p?eměny energie a dal?ích aspektech.
Princip fungování vláknového laserového ?ezacího stroje:
(1) Generování laseru
Jako laserové médium se pou?ívá vlákno dopované vzácn?mi zeminami (nap?íklad ytterbiem) a optick? signál je zesílen technologií optického ?erpání za ú?elem generování laserového paprsku s vysokou energií.
Hlavní vlnová délka je 1,06 μm (blízké infra?ervené světlo). Tato vlnová délka má vysokou míru absorpce u kovov?ch materiál?, tak?e je vhodná pro ?ezání kovov?ch materiál?, jako je uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, mě?, mosaz a titan.
(2) P?enos paprsku
Vláknov? laser nevy?aduje reflektor, ale je p?ená?en flexibilním optick?m vláknem. M??e b?t p?ená?en p?ímo k ?ezací hlavě bez nutnosti dal?ího optického zarovnávacího za?ízení.
Díky extrémně nízk?m ztrátám p?enosu optického vlákna je ú?innost ?ezání vy??í a míra vyu?ití energie lep?í.
(3) Proces ?ezání
Zaost?en? vláknov? laserov? paprsek oza?uje kovov? povrch, ?ím? materiál rychle taví a odpa?uje.
Pomocí vysokotlakého pomocného plynu (kyslík, dusík, vzduch) je struska odfouknuta, ?ím? se zlep?í rychlost a kvalita ?ezu.
Je vhodn? pro vysoce p?esné ?ezání kov?, s vysokou ?eznou rychlostí, malou tepelně ovlivněnou zónou a témě? ?ádn?mi ot?epy.
Princip fungování CO2 laserového ?ezacího stroje:
(1) Generování laseru
Jako laserové médium se pou?ívá plynn? CO2 (hlavní slo?ky: oxid uhli?it?, dusík, hélium) a k buzení plynu CO2 za ú?elem generování laserového paprsku se pou?ívá vysokonapě?ová elekt?ina.
Hlavní vlnová délka je 10,6 μm (daleké infra?ervené světlo), které má vysokou míru absorpce u nekovov?ch materiál?, tak?e je obzvlá?tě vhodné pro ?ezání nekovov?ch materiál?, jako je d?evo, plast, akryl, k??e, guma, látka atd.
(2) P?enos paprsku
Paprsek CO2 laseru nelze p?ená?et optick?m vláknem, ale spoléhá se na reflektory a ?o?ky, které vedou paprsek a nakonec ho zaost?ují na povrch materiálu pro ?ezání.
Vzhledem k pou?ití ?o?ek a reflektor? má za?ízení vysoké po?adavky na optické se?ízení a optické prvky je t?eba pravidelně udr?ovat a vyměňovat.
(3) Proces ?ezání
Zaost?en? paprsek CO2 laseru oza?uje povrch materiálu, co? zp?sobuje, ?e materiál absorbuje laserovou energii a zah?ívá se na teplotu tání nebo odpa?ování.
Pomocí pomocného plynu (kyslík, dusík, vzduch) se tavenina nebo oxid odfoukne, aby se dosáhlo p?esného ?ezání.
Pou?itelné pro nekovové a některé kovové materiály (kovy mají vysokou odrazivost a vyu?ití energie CO2 laseru je nízké).
Porovnání a shrnutí pracovních princip?:
Typ | ?ezací stroj CO? laserem | Vláknov? laserov? ?ezací stroj |
Vlnová délka laseru | 10,6 μm (daleké infra?ervené zá?ení) | 1,06 μm (blízká infra?ervená oblast) |
Laserové médium | Buzení v?bojem plynu CO? vytvá?í laser | Vláknov? zesilova? laseru dopovaného prvky vzácn?ch zemin |
Metoda p?enosu paprsku | P?ená?eno p?es reflektory | P?ím? p?enos p?es optické vlákno |
Rozsah pou?ití | Vhodné pro nekovové materiály a některé kovové materiály | Pou?ívá se hlavně pro ?ezání kov? |
- CO? laser generuje laserové světlo pomocí plynového v?boje a paprsek je propou?těn ?o?kami a reflektory, co? je vhodné pro nekovové materiály.
- Vláknov? laser vyu?ívá optick? p?enos a nemá ?ádné reflektory, co? je vhodné pro vysoce p?esné zpracování kov?.
2. Porovnání pou?iteln?ch materiál?
Pou?itelné materiály pro ?ezací stroje CO? laserem:
- Nekovové materiály: d?evo, akryl, plast, látka, k??e, guma, sklo, keramika, papír atd.
- Některé kovy (vy?adují povlak nebo asistenci kyslíku): uhlíková ocel, nerezová ocel, hliníkové slitiny (ni??í ú?innost).
Pou?itelné materiály pro vláknové laserové ?ezací stroje:
- Kovové materiály (vysoká ?ezná ú?innost): uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, mě?, mosaz, titan atd.
- Nevhodné pro nekovy (kv?li nízké absorp?ní mí?e vlnové délky 1,06 μm se d?evo, plast, sklo atd. obtí?ně ?e?ou).
Srovnávací tabulka pou?iteln?ch materiál?:
Typ materiálu | ?ezací stroj CO? laserem | Vláknov? laserov? ?ezací stroj |
Uhlíková ocel | M??e ?ezat (pomaleji, vy?aduje kyslík) | Nejlep?í volba (rychlá rychlost, vysoká kvalita ?ezu) |
Nerez | M??e ?ezat (vy?aduje dusík nebo kyslík) | Nejlep?í volba (rychlá ?ezná rychlost, ?ádné ot?epy) |
Hliník | M??e ?ezat (vy?aduje vysoce v?konn? laser) | Lze ?ezat (ale snadno se odrá?í, vy?aduje se vysok? v?kon) |
Mě? | Obtí?né ?ezání (vysoká odrazivost) | Lze ?ezat (vy?aduje se vysoce v?konn? laser) |
Mosaz | Obtí?né ?ezání (vysoká odrazivost) | Lze ?ezat (vy?aduje se vysoce v?konn? laser) |
Titanová slitina | M??e ?ezat (ale pomalu) | Vhodné pro ?ezání |
Pozinkovaná ocel | M??e ?ezat (vy?aduje dusík) | Lze ?ezat (zabraňte oxidaci) |
D?evo | Nejlep?í volba | Nevhodné |
Akryl | Nejlep?í volba (hladk? ?ez) | Nevhodné |
Plast | M??e ?ezat | Nevhodné |
K??e | M??e ?ezat | Nevhodné |
Tkanina | M??e ?ezat | Nevhodné |
Pry? | M??e ?ezat | Nevhodné |
Sklo | Nelze ?ezat (mo?né je gravírování povrchu) | Nelze ?ezat |
Pro? jsou CO2 a vláknové lasery vhodné pro r?zné materiály?
(1) Vlnová délka laseru ovlivňuje rychlost absorpce materiálu
Vlnová délka vláknového laseru: 1,06 μm (blízké infra?ervené světlo)
- Kovové materiály (jako je uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, mě?) mají vysokou míru absorpce světla o vlnové délce 1,06 μm, tak?e rychlost ?ezání je vysoká a kvalita ?ezu vysoká.
- Nekovové materiály (jako d?evo, plast, akryl) mají nízkou míru absorpce světla o vlnové délce 1,06 μm, tak?e je nelze ú?inně ?ezat.
?
Vlnová délka CO2 laseru: 10,6 μm (daleké infra?ervené světlo)
- Nekovové materiály (jako je d?evo, akryl, plast, k??e, látka) mají vysokou míru absorpce světla o vlnové délce 10,6 μm, tak?e ?ezn? ú?inek je dobr?.
- Kovové materiály (jako je mě?, hliník, nerezová ocel) mají vysokou odrazivost pro světlo o vlnové délce 10,6 μm, co? má za následek nízkou spot?ebu energie a pomalou rychlost ?ezání.
(2) Vysoká odrazivost kovu
Vysoce reflexní kovy, jako je mě? a hliník, mají vysokou odrazivost pro CO2 lasery, co? m??e laser snadno po?kodit a vy?adovat povlakování nebo ?ezání laserem s vysok?m v?konem.
Vláknové lasery se snáze ?e?ou díky své krat?í vlnové délce a vy??í hustotě energie.
Souhrn pou?iteln?ch materiál? pro vláknov? laserov? ?ezací stroj VS. CO2 laserov? ?ezací stroj:
- CO? laser je vhodn? pro zpracování nekovov?ch materiál?, jako je reklama, oděvy, balení, zpracování d?eva, ?emeslná dílna a dal?í pr?myslová odvětví.
- Vláknov? laser je vhodn? pro zpracování kov?, jako je zpracování plech?, automobilov? pr?mysl, leteck? pr?mysl, zpracování hardwaru atd.
3. ??innost a rychlost ?ezání
Srovnávací tabulka ú?innosti ?ezání:
Porovnávací polo?ky | ?ezací stroj CO? laserem | Vláknov? laserov? ?ezací stroj |
Rychlost ?ezání (tenk? kov) | Pomal? (vláknov? laser je 2–3krát rychlej?í) | Rychlé, vhodné pro vysokorychlostní ?ezání |
Tlou??ka ?ezu (ocel) | M??e ?ezat ≤20 mm (vysok? v?kon) | M??e ?ezat ≤50 mm (vysok? v?kon) |
Rychlost p?eměny energie | 10%-15% | 30%-50% |
P?esnost ?ezu | Vy??í (0,1 mm) | Vy??í (0,05 mm) |
- Tenké kovové materiály (jako je nerezová ocel, uhlíková ocel ≤ 10 mm): Rychlost ?ezání vláknov?m laserem je vy??í. Rychlost ?ezání vláknov?m laserem je 2–3krát vy??í ne? u CO?.
- Silné kovové materiály (>20 mm): Lze pou?ít CO? a vláknov? laser, ale vláknov? laser má ni??í spot?ebu energie. ?ezání vláknov?m laserem je efektivněj?í a má vy??í vyu?ití energie.
- Nekovové materiály (jako je akryl, d?evo): CO? laser je vhodněj?í a vláknov? laser s ním sotva ?e?e.
- CO? laser má vysokou ?eznou rychlost na nekovech, ale na kovech je mnohem hor?í ne? vláknov? laser.
Tabulka srovnání v?konu:
Já?as | CO? laser | Vláknov? laser |
ú?innost fotoelektrické konverze | 10%-15% | 25%-35% |
?ezná rychlost (plech) | Pomal? | Rychle |
Kvalita světelného paprsku | Dobr? | Lep?í |
Plocha | Velk? | Mal? |
Snadné pou?ití | Pr?měrn? | Dobré (vysoká automatizace) |
4. Kvalita ?ezu
Srovnávací tabulka kvality ?ezu:
Porovnávací polo?ky | ?ezací stroj CO? laserem | Vláknov? laserov? ?ezací stroj |
Kvalita ?ezu | Hladk? ?ez (zejména nekovové materiály) | Kovová ?ezná hrana je hlad?í |
Tepelně ovlivněná zóna (HAZ) | Velk? (absorpce na vlnové délce 10,6 μm je hlub?í) | Mal? (vlnová délka 1,06 μm má vysokou míru absorpce) |
Pomocn? plyn | Vy?aduje (kyslík, dusík, vzduch) | Vy?aduje (kyslík, dusík) |
- CO? lasery mají hladké hrany p?i ?ezání nekov?, ale jsou náchylné k ot?ep?m p?i ?ezání kov?, co? vy?aduje následné zpracování.
- Vláknové lasery mají lep?í kvalitu ?ezu kovov?ch materiál?, s ?ist?mi hranami a malou tepelně ovlivněnou zónou.
5. Náklady na vybavení a údr?ba
Tabulka srovnání cen vláknového laserového ?ezacího stroje VS CO2 laserového ?ezacího stroje:
Porovnávací polo?ky | ?ezací stroj CO? laserem | Vláknov? laserov? ?ezací stroj |
Cena vybavení | Nízká (vhodná pro malé firmy) | Vy??í (ale nízké dlouhodobé provozní náklady) |
Spot?eba energie p?i provozu | Vysoká (energetická ú?innost 10-15%) | Nízká (energetická ú?innost 30-50%) |
Základní komponenty | Laserová trubice, reflektor, ?o?ka | Zdroj vláknového laseru, ?ezací hlava |
Náklady na údr?bu | Vysoká (laserovou trubici a ?o?ku je t?eba pravidelně vyměňovat) | Nízká (dlouhá ?ivotnost vláknového laserového zdroje) |
?ivotnost | Laserová trubice: 8000-10000 hodin | Zdroj vláknového laseru: >100 000 hodin |
- Za?ízení s CO? laserem má nízkou po?áte?ní investici, ale vysoké provozní náklady a vy?aduje pravidelnou v?měnu spot?ebního materiálu, jako jsou laserové trubice, reflektory a ?o?ky.
- Vláknové lasery mají vysokou po?áte?ní investici, ale nízké náklady na údr?bu a dlouhou ?ivotnost, co? je ?iní vhodněj?ími pro dlouhodobou pr?myslovou v?robu.
6. Ochrana ?ivotního prost?edí a bezpe?nost
Srovnávací tabulka ochrany ?ivotního prost?edí a bezpe?nosti:
Porovnávací polo?ky | ?ezací stroj CO? laserem | Vláknov? laserov? ?ezací stroj |
Ochrana ?ivotního prost?edí | Je vy?adováno za?ízení na odsávání kou?e (p?i zpracování nekovov?ch materiál? vzniká kou? a prach) | ?etrněj?í k ?ivotnímu prost?edí (?ádná karbonizace, méně kou?e a prachu) |
Bezpe?nost laseru | 10,6μm laser neproniká snadno k??í a je bezpe?něj?í | Laser o vlnové délce 1,06 μm m??e proniknout do o?í, proto jsou nutné ochranné br?le. |
- Zpracování nekov? CO? laserem produkuje kou? a prach, co? vy?aduje dodate?n? systém pro odsávání kou?e.
- Vláknové lasery jsou pro o?i nebezpe?něj?í a obsluha musí nosit speciální laserové br?le.
7. Jak si vybrat: ?ezací stroj CO? laserem nebo ?ezací stroj s vláknov?m laserem?
Vyberte si ?ezací stroj CO? laserem, pokud pot?ebujete:
- Zpracování nekovov?ch materiál? (d?evo, plast, akryl, k??e, látka)
- Malá firma nebo omezen? rozpo?et (ni??í náklady na vybavení)
- Je t?eba zohlednit jak ?ezání, tak gravírování (reklama, ?emeslné v?robky, obalov? pr?mysl)
Vyberte si vláknov? laserov? ?ezací stroj, pokud pot?ebujete:
- Profesionální zpracování kov? (uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, mě? atd.)
- Vysoká ú?innost a vysoká p?esnost (pr?myslová v?roba, zpracování plech?)
- Dlouhodob? provoz a nízké náklady na údr?bu (dlouhá ?ivotnost vláknového laserového zdroje)
Doporu?ené scéná?e pou?ití:
Scéná?e | Doporu?ené vybavení |
Zpracování nekovov?ch materiál? (jako je d?evo, akryl) | CO? laser |
P?esné zpracování kov?, plechárny, autodíly | Vláknov? laser |
?ezání velkého mno?ství tenk?ch plech? | Vláknov? laser |
Komplexní malé továrny, vzdělávání a vědeck? v?zkum | Zále?í na rozpo?tu a druhu materiálu |
Shrnutí:
Porovnávací polo?ky | ?ezací stroj CO? laserem | Vláknov? laserov? ?ezací stroj |
Pou?itelné materiály | Nekovové, některé kovy | hlavně kov |
Rychlost ?ezání | Pomalé (zejména kovy) | Rychlej?í (zejména tenké kovy) |
Tlou??ka ?ezu | ≤20 mm | ≤50 mm |
Cena vybavení | Nízk? | Vysok? |
Náklady na údr?bu | Vysoká (nutná v?měna laserové trubice) | Nízká (dlouhá ?ivotnost vláknového laserového zdroje) |
- ?ezací stroj CO? laserem: vhodn? pro ?ezání nekovov?ch materiál? a zpracování lehk?ch kov?, vyspělá technologie, ale s vysokou spot?ebou energie a vysok?mi náklady na údr?bu.
- Vláknov? laserov? ?ezací stroj: vhodn? pro efektivní ?ezání kov?, zejména tenk?ch plech? a vysoce reflexních materiál?, má vysokou ú?innost, nízkou spot?ebu energie, jednoduchou údr?bu a je hlavním trendem budoucího v?voje.