Spis tre?ci
Czym jest laser ?wiat?owodowy? Laser ?wiat?owodowy to urz?dzenie do ci?cia laserowego, które wykorzystuje generator lasera ?wiat?owodowego jako ?ród?o ?wiat?a. Laser ?wiat?owodowy to rodzaj urz?dzenia, które do ci?cia wykorzystuje wysokoenergetyczne wi?zki laserowe emitowane przez lasery ?wiat?owodowe.
Jest szeroko stosowany w obróbce metali, lotnictwie, produkcji elektronicznej i innych dziedzinach. Rynek ceni go za wysok? wydajno??, precyzj? i elastyczno?? przetwarzania, stanowi?c jedno z najwa?niejszych narz?dzi w nowoczesnym przemy?le wytwórczym.
1. Wprowadzenie do maszyny do ci?cia laserem ?wiat?owodowym
Ten maszyna do ci?cia laserem ?wiat?owodowym CNC Umo?liwia ci?cie p?askie i uko?ne, z równymi i g?adkimi kraw?dziami, co zapewnia wysok? precyzj? ci?cia blach i innych materia?ów. Ponadto, rami? mechaniczne umo?liwia ci?cie trójwymiarowe, zamiast oryginalnego, importowanego lasera pi?cioosiowego.
W porównaniu ze zwyk?ymi urz?dzeniami do ci?cia laserowego dwutlenkiem w?gla, urz?dzenie to oszcz?dza wi?cej miejsca i zu?ywa mniej gazu, charakteryzuje si? wysokim wspó?czynnikiem konwersji fotoelektrycznej, jest nowym energooszcz?dnym i przyjaznym dla ?rodowiska produktem oraz jednym z wiod?cych technologicznie produktów na ?wiecie.
Laser ?wiat?owodowy to nowy, opracowany na skal? mi?dzynarodow? typ lasera ?wiat?owodowego, który generuje wi?zk? laserow? o du?ej g?sto?ci energii, która jest skupiana na powierzchni przedmiotu obrabianego, powoduj?c, ?e obszar o?wietlony przez bardzo cienkie ognisko na przedmiocie obrabianym natychmiast topi si? i odparowuje.
Automatyczne ci?cie odbywa si? poprzez przesuwanie punktu laserowego za pomoc? mechanicznego systemu CNC. W porównaniu z du?ymi laserami gazowymi i laserami na paliwo sta?e, lasery gazowe maj? oczywiste zalety i stopniowo sta?y si? wa?nymi kandydatami w takich dziedzinach jak precyzyjna obróbka laserowa, systemy LiDAR, technologia kosmiczna i medycyna laserowa.
1) Zasada dzia?ania maszyny do ci?cia laserem ?wiat?owodowym
Wysokoenergetyczna wi?zka laserowa, generowana przez transmisj? lasera ?wiat?owodowego, jest skupiana na powierzchni materia?u, dzi?ki czemu w bardzo krótkim czasie zostaje on nagrzany do temperatury topnienia lub parowania. Nast?pnie stopiony lub odparowany materia? jest zdmuchiwany przez gaz pomocniczy (taki jak tlen, azot lub powietrze), co umo?liwia ci?cie.
2) G?ówne sk?adniki
Laser ?wiat?owodowy:
G?ówny element zapewniaj?cy wi?zk? laserow? o du?ej g?sto?ci energii.
G?owica tn?ca:
W sk?ad zestawu wchodzi soczewka skupiaj?ca, dysza i czujnik, które odpowiadaj? za skupienie wi?zki laserowej na powierzchni materia?u.
Uk?ad transmisyjny:
W zestawie serwosilnik, szyna prowadz?ca i z?batka gwarantuj?ce precyzyjny ruch g?owicy tn?cej.
Uk?ad sterowania:
System CNC s?u?y do sterowania parametrami takimi jak ?cie?ka ci?cia, pr?dko?? i moc.
Uk?ad gazu pomocniczego:
Dostarcza tlen, azot lub powietrze wspomagaj?ce proces ci?cia.
Uk?ad ch?odzenia:
S?u?y do ch?odzenia lasera i g?owicy tn?cej, aby zapewni? stabiln? prac? urz?dzenia.
Korpus maszyny:
Zapewnia stabiln? platform? przetwarzania, zazwyczaj wykonan? z materia?ów o wysokiej wytrzyma?o?ci, aby zagwarantowa? dok?adno?? przetwarzania.
2. G?ówne cechy maszyny do ci?cia laserem ?wiat?owodowym
Czym jest maszyna do ci?cia laserem ?wiat?owodowym? Mo?emy to przeanalizowa? w nast?puj?cy sposób:
- Laser ?wiat?owodowy charakteryzuje si? wysok? sprawno?ci? konwersji elektrooptycznej, przekraczaj?c? 30%. Lasery ?wiat?owodowe o niskiej mocy nie wymagaj? ch?odzenia i wykorzystuj? ch?odzenie powietrzem, co pozwala znacz?co obni?y? zu?ycie energii podczas pracy, obni?y? koszty operacyjne i osi?gn?? najwy?sz? wydajno?? produkcji.
- Laser pobiera energi? elektryczn? wy??cznie podczas pracy i nie wytwarza dodatkowego gazu, charakteryzuj?c si? najni?szymi kosztami eksploatacji i konserwacji.
- Laser ?wiat?owodowy wykorzystuje modu?ow? konstrukcj? pó?przewodnikow? i redundantn?, nie zawiera soczewek optycznych w komorze rezonansowej, nie wymaga czasu rozruchu i ma zalety braku konieczno?ci regulacji, konserwacji i wysokiej stabilno?ci, co zmniejsza koszty akcesoriów i czas konserwacji, czego nie mo?na porówna? z tradycyjnymi laserami.
- D?ugo?? fali wyj?ciowej lasera ?wiat?owodowego wynosi 1,064 mikrometra, co stanowi 1/10 d?ugo?ci fali CO2. Jako?? wi?zki wyj?ciowej jest dobra, g?sto?? mocy wysoka, a laser ten doskonale nadaje si? do absorpcji materia?ów metalowych. Urz?dzenie charakteryzuje si? doskona?ymi mo?liwo?ciami ci?cia i spawania, minimalizuj?c w ten sposób koszty obróbki.
- Ca?a maszyna jest transmitowana ?wiat?owodem, bez konieczno?ci stosowania skomplikowanych systemów ?wiat?owodowych, takich jak reflektory. Tor optyczny jest prosty, konstrukcja stabilna, a zewn?trzny tor optyczny nie wymaga konserwacji.
- G?owica tn?ca zawiera soczewki ochronne, które minimalizuj? zu?ycie cennych materia?ów eksploatacyjnych, takich jak soczewki skupiaj?ce.
- ?wiat?o przesy?ane jest za pomoc? ?wiat?owodów, co znacznie upraszcza projektowanie systemów mechanicznych i u?atwia ich integracj? z robotami lub wielowymiarowymi sto?ami roboczymi.
- Po dodaniu przes?ony do lasera, mo?e on by? u?ywany z wieloma maszynami. Dzi?ki rozdzieleniu ?wiat?owodu, mo?na go podzieli? na wiele kana?ów, aby pracowa? jednocze?nie, co u?atwia rozbudow? jego funkcji i ?atw? oraz prost? modernizacj?.
- Laser ?wiat?owodowy ma ma?? obj?to??, nisk? wag?, ruchom? pozycj? robocz? i niewielkie wymiary.
1) Belka dostosowana do potrzeb
Dostosowany kszta?t wi?zki w maszynach do ci?cia laserem ?wiat?owodowym opiera si? na zasadzie, ?e w porównaniu do tradycyjnego ci?cia laserowego z wykorzystaniem pojedynczej okr?g?ej wi?zki laserowej, nowy proces ci?cia przyjmuje z?o?ony kszta?t wi?zki laserowej.
Wykorzystuj?c unikalne w?a?ciwo?ci ogniskowania laserów ?wiat?owodowych jednomodowych du?ej mocy, generowane s? wi?zki o z?o?onych kszta?tach, co umo?liwia oddzielenie cz??ci ca?kowitej energii lasera i stworzenie ?dziurki od klucza” do zastosowań w spawaniu lub ci?ciu laserowym. Pozosta?a energia jest rozprowadzana do stopionego materia?u. Wcze?niej wi?zka g?ówna by?a wykorzystywana do uzyskania odpowiedniego rozk?adu pary o wysokim ci?nieniu na powierzchni stopionego materia?u.
Pozwala to na wywieranie lokalnego nacisku na stopiony materia? wyp?ywaj?cy z naci?cia, znacznie przewy?szaj?cego ci?nienie powszechnie stosowane w ci?ciu laserowym przy wspó?osiowym wtrysku gazu. W rezultacie naci?cie jest bardzo w?skie. Nowy proces ma ogromny potencja?, poniewa? nie wytwarza zadziorów w szerokim zakresie pr?dko?ci ci?cia, a tak?e umo?liwia ci?cie z du?? pr?dko?ci? w w?skim konturze, zapewniaj?c wysok? jako?? ci?cia.
2) Szybkie prototypowanie
Technologia szybkiego prototypowania w maszynach do ci?cia laserem ?wiat?owodowym to ogólne okre?lenie technologii bezpo?redniego wytwarzania próbek lub cz??ci na podstawie modeli CAD. Integruje ona nowoczesne osi?gni?cia technologiczne, takie jak technologia CAD, technologia CNC, technologia laserowa i technologia materia?owa, i stanowi wa?ny element zaawansowanych technologii produkcyjnych.
System ten umo?liwia automatyczn?, bezpo?redni?, szybk? i dok?adn? materializacj? pomys?ów projektowych w postaci prototypów lub bezpo?rednio produkowanych cz??ci z okre?lonymi funkcjami, bazuj?cymi na modelach CAD (modelach elektronicznych), generuj?c niemal ka?dy z?o?ony komponent bez u?ycia form i narz?dzi, rozwi?zuj?c problem szybkiego dokowania od projektu do produkcji.
Dzi?ki temu technologia ta umo?liwia szybk? ocen? i modyfikacj? projektu produktu, skutecznie skraca cykl jego rozwoju, obni?a koszty rozwoju, spe?nia wymagania dzisiejszego niezwykle konkurencyjnego rynku w zakresie szybkiego rozwoju i produkcji nowych produktów oraz poprawia konkurencyjno?? rynkow? produktów i wszechstronn? konkurencyjno?? przedsi?biorstw.
3) Ch?odzenie wodne
Jako urz?dzenie wspomagaj?ce ch?odzenie laserów ?wiat?owodowych, agregat ch?odniczy zapewnia prawid?ow? prac? urz?dzenia w sta?ej temperaturze. Dedykowany agregat ch?odniczy do laserów ?wiat?owodowych nale?y do przemys?owych agregatów ch?odniczych, które posiadaj? dwa tryby pracy: sta?? temperatur? i inteligentn? regulacj? temperatury, z dok?adno?ci? regulacji ± 0,3°C.
Bogactwo konfiguracji, w tym prze??czniki urz?dzeń steruj?cych wej?ciem i wyj?ciem, zaawansowane funkcje, takie jak przep?yw wody ch?odz?cej i alarmy wysokiej i niskiej temperatury, stabilna i trwa?a wydajno?? oraz szczególnie wyró?niaj?ce si? pod wzgl?dem oszcz?dzania energii i ochrony ?rodowiska.
?
Parametry techniczne:
Kompleksowa, w pe?ni automatyczna, inteligentna kontrola temperatury: U?ytkownicy mog? automatycznie prze??cza? si? na odpowiedni? temperatur? kontroln?, bez konieczno?ci jej zmiany w ró?nych ?rodowiskach.
CW-6100AT: Mo?na go stosowa? do ch?odzenia pojedynczego lasera ?wiat?owodowego o mocy 300W–1000W.
Wyposa?ony w grza?k? i konfiguracj? zapewniaj?c? oczyszczon? wod?.
3. Jakie s? zalety maszyn do ci?cia laserem ?wiat?owodowym?
G?ówne cechy
Efektywna konwersja energii:
Wydajno?? konwersji elektrooptycznej laserów ?wiat?owodowych si?ga 30%, co oznacza wi?ksz? energooszcz?dno?? ni? w przypadku tradycyjnych laserów CO?.
Wysoka precyzja:
Wi?zka laserowa po skupieniu ma ma?? ?rednic?, w?sk? szczelin? i dok?adno?? ci?cia wynosz?c? ±0,1 mm.
Ci?cie z du?? pr?dko?ci?:
Szczególnie nadaje si? do szybkiej obróbki cienkich blach, szybko?? ci?cia jest wi?ksza ni? w przypadku metod tradycyjnych.
Niskie koszty utrzymania:
Lasery ?wiat?owodowe nie wymagaj? konserwacji, maj? d?ug? ?ywotno?? i niskie koszty eksploatacji.
Du?a zdolno?? adaptacji materia?u:
Mo?liwo?? ci?cia ró?norodnych materia?ów metalowych, takich jak stal w?glowa, stal nierdzewna, stopy aluminium, mied? itp.
Ochrona ?rodowiska:
Brak ha?asu, brak zanieczyszczeń podczas przetwarzania, zgodnie z wymogami zielonej produkcji.
Zalety maszyny do ci?cia laserem ?wiat?owodowym w porównaniu z maszyn? do ci?cia laserem CO2
- Doskona?a jako?? wi?zki: mniejszy punkt ogniskowania, cieńsze linie ci?cia, wy?sza wydajno?? pracy i lepsza jako?? przetwarzania.
- Niezwykle wysoka pr?dko?? ci?cia: dwukrotnie wi?ksza moc ni? w przypadku maszyn do ci?cia laserem CO2 o tej samej mocy.
- Wyj?tkowa stabilno??: wykorzystuje importowane lasery ?wiat?owodowe ?wiatowej klasy, charakteryzuj?ce si? stabiln? prac? i ?ywotno?ci? kluczowych podzespo?ów si?gaj?c? 100000 godzin.
- Niezwykle wysoka sprawno?? konwersji elektrooptycznej: Sprawno?? konwersji fotoelektrycznej maszyny do ci?cia laserem ?wiat?owodowym wynosi oko?o 30%, co jest warto?ci? trzykrotnie wy?sz? ni? w przypadku maszyny do ci?cia laserem CO2. To rozwi?zanie jest energooszcz?dne i przyjazne dla ?rodowiska.
- Bardzo niskie koszty u?ytkowania: Pobór mocy ca?ej maszyny stanowi zaledwie 20-30% poboru mocy podobnych urz?dzeń do ci?cia laserem CO2.
- Niezwykle niskie koszty utrzymania: brak gazu roboczego lasera. Transmisja ?wiat?owodowa bez konieczno?ci stosowania soczewek odblaskowych. Pozwala znacz?co obni?y? koszty utrzymania.
- ?atwa obs?uga i konserwacja produktu: transmisja ?wiat?owodowa, nie ma potrzeby regulacji ?cie?ki optycznej.
- Bardzo mocny, elastyczny efekt przewodzenia ?wiat?a: kompaktowy rozmiar, zwarta konstrukcja, ?atwo?? spe?niania elastycznych wymagań przetwarzania.
Oczywi?cie, w porównaniu z laserami na dwutlenek w?gla, zakres ci?cia ?wiat?owodów jest stosunkowo w?ski. Ze wzgl?du na d?ugo?? fali, mog? one ci?? tylko materia?y metalowe i nie s? ?atwo absorbowane przez materia?y niemetaliczne, co wp?ywa na ich zakres ci?cia.
Zalety w porównaniu z maszynami do ci?cia laserowego Yag
- Pr?dko?? ci?cia: Pr?dko?? maszyny do ci?cia laserem ?wiat?owodowym jest 4-5 razy wi?ksza ni? YAG, co czyni j? odpowiedni? do obróbki i produkcji na du?? skal?
- Koszt u?ytkowania: Koszt u?ytkowania maszyny do ci?cia laserem ?wiat?owodowym jest ni?szy ni? w przypadku ci?cia laserem YAG.
- Wydajno?? konwersji optoelektronicznej: Wydajno?? konwersji fotoelektrycznej maszyny do ci?cia laserem ?wiat?owodowym jest oko?o 10 razy wi?ksza ni? w przypadku YAG
Cena odpowiednich laserów ?wiat?owodowych jest stosunkowo wysoka, dlatego cena laserów ?wiat?owodowych jest znacznie wy?sza ni? laserów YAG, ale znacznie ni?sza ni? laserów CO2. Jednak ich op?acalno?? jest rzeczywi?cie najwy?sza spo?ród tych trzech.
4. Jakie s? wady maszyn do ci?cia laserem ?wiat?owodowym?
Chocia? urz?dzenia do ci?cia laserem ?wiat?owodowym maj? wiele zalet w obróbce metali, maj? równie? pewne wady i ograniczenia, które odzwierciedlaj? si? g?ównie w nast?puj?cych aspektach:
1) Wysoki koszt sprz?tu
Pocz?tkowy koszt zakupu urz?dzeń do ci?cia laserem ?wiat?owodowym jest wysoki, zw?aszcza w przypadku sprz?tu du?ej mocy.
W przypadku ma?ych i ?rednich przedsi?biorstw zwrot kosztów inwestycji mo?e zaj?? du?o czasu.
?
2) Wyzwania zwi?zane z ci?ciem materia?ów silnie odblaskowych
Podczas ci?cia materia?ów silnie odblaskowych (takich jak mied?, aluminium, srebro, z?oto itp.) wi?zka lasera mo?e zosta? cz??ciowo odbita, co zmniejsza wydajno?? ci?cia. Aby zminimalizowa? uszkodzenia sprz?tu spowodowane odbiciem lasera, wymagane s? specjalne procesy lub konfiguracje (takie jak urz?dzenia antyrefleksyjne).
W takim przypadku profesjonalni producenci zalecaj? u?ycie wysokiej jako?ci maszyna do strzy?enia.
?
3) Ograniczona mo?liwo?? ci?cia grubych p?yt
Wycinarki laserowe ?wiat?owodowe dobrze radz? sobie z cienkimi i ?redniogrubymi blachami (zwykle poni?ej 25 mm), ale w przypadku grubszych blach pr?dko?? i jako?? ci?cia mog? by? ni?sze ni? w przypadku ci?cia plazmowego lub strumieniem wody. Do ci?cia grubych blach wymagane s? lasery o wi?kszej mocy, co dodatkowo zwi?ksza koszty.
?
4) Wysokie wymagania stawiane ?rodowisku przetwarzania
Stabilne zasilanie i system ch?odzenia s? niezb?dne do zapewnienia prawid?owej pracy urz?dzenia. ?rodowisko przetwarzania musi by? utrzymywane w czysto?ci, aby zapobiec wp?ywowi kurzu i oleju na uk?ad optyczny.
?
5) Koszty konserwacji i materia?ów eksploatacyjnych
Chocia? sam laser ?wiat?owodowy charakteryzuje si? niskimi wymaganiami konserwacyjnymi, pozosta?e podzespo?y (takie jak g?owice tn?ce, soczewki i dysze) nadal wymagaj? regularnej konserwacji i wymiany. Zu?ycie gazów pomocniczych (takich jak azot, tlen) równie? zwi?ksza koszty eksploatacji, zw?aszcza w przypadku d?ugotrwa?ego ci?cia z du?? intensywno?ci?.
?
6) Próg operacyjny i techniczny
Obs?uga wymaga wykwalifikowanych techników, zw?aszcza w zakresie programowania i regulacji parametrów skomplikowanych cz??ci. Nieprawid?owa obs?uga mo?e skutkowa? obni?eniem jako?ci ci?cia lub uszkodzeniem sprz?tu.
?
7) Ograniczenia materia?owe
Ograniczone mo?liwo?ci obróbki materia?ów niemetalicznych, takich jak drewno, szk?o czy niektóre tworzywa sztuczne, zazwyczaj wymagaj? innych rodzajów urz?dzeń do ci?cia laserowego (takich jak lasery CO?). Niektóre pow?oki lub materia?y kompozytowe mog? mie? niekorzystny wp?yw na rezultaty ci?cia.
?
8) Zale?no?? dok?adno?ci obróbki od stabilno?ci obrabiarki
Dok?adno?? ci?cia w du?ym stopniu zale?y od stabilno?ci konstrukcyjnej i dok?adno?ci ruchu obrabiarki. Je?li obrabiarka jest niskiej jako?ci lub zu?ywa si? po d?ugim okresie u?ytkowania, wp?ynie to na dok?adno?? obróbki.
?
9) Z?o?ona konfiguracja pocz?tkowa i debugowanie
W przypadku skomplikowanych cz??ci lub specyficznych materia?ów, parametry nale?y regulowa? wielokrotnie, aby uzyska? najlepszy efekt ci?cia. Nieprawid?owe ustawienia parametrów mog? skutkowa? niestabiln? jako?ci? ci?cia.
?
Pomimo tych wad, lasery ?wiat?owodowe wci?? pozostaj? niezast?pionymi narz?dziami w wielu ga??ziach przemys?u ze wzgl?du na wysok? wydajno?? i precyzj?. Potencjalne wady mo?na zniwelowa?, wybieraj?c wysokiej jako?ci sprz?t, optymalizuj?c parametry procesu, wzmacniaj?c konserwacj? i szkol?c operatorów.
Pocz?tkowy koszt sprz?tu jest wysoki. Podczas ci?cia materia?ów silnie odblaskowych (takich jak mied? i aluminium) mo?e by? wymagana specjalna konfiguracja.
5. Kluczowe czynniki przy wyborze maszyny do ci?cia laserem ?wiat?owodowym
- Moc
Wybierz odpowiedni? moc lasera w zale?no?ci od rodzaju i grubo?ci materia?u.
– Rozmiar przetwarzania
Wybierz stó? maszynowy dostosowany do rozmiaru obrabianego przedmiotu.
– Marka i serwis
Wybierz mark? z dojrza?? technologi? i doskona?? obs?ug? posprzeda?ow?.
– Funkcje pomocnicze
Takie funkcje jak automatyczne za?adowywanie i roz?adowywanie, ci?cie rur itp. mog? poprawi? wydajno?? produkcji.
6. Wnioski
Czym jest laser ?wiat?owodowy? Odpowied? brzmi nast?puj?co. Laser ?wiat?owodowy to rewolucja technologiczna w obróbce blach i ?centrum obróbcze” w tej dziedzinie. Wycinarki laserowe charakteryzuj? si? wysok? elastyczno?ci?, du?? pr?dko?ci? ci?cia, wysok? wydajno?ci? i krótkimi cyklami produkcyjnymi, co zapewni?o im szerokie grono odbiorców.
Wycinarka laserowa ?wiat?owodowa charakteryzuje si? brakiem si?y ci?cia i deformacji podczas obróbki. Brak zu?ycia narz?dzi i dobra zgodno?? z danymi. Niezale?nie od tego, czy jest to prosty, czy z?o?ony element, mo?na go precyzyjnie i szybko formowa? i ci?? laserem w jednym cyklu. W?ska spoina tn?ca, dobra jako?? ci?cia, wysoki poziom automatyzacji, prosta obs?uga, niska pracoch?onno?? i brak zanieczyszczeń. Urz?dzenie umo?liwia automatyczne uk?adanie i uk?adanie elementów tn?cych, co zwi?ksza szybko?? przetwarzania danych, obni?a koszty zu?ycia i poprawia efektywno?? ekonomiczn?. Efektywna ?ywotno?? tej technologii jest d?uga.
Obecnie, w krajach zagranicznych, lasery ?wiat?owodowe s? najcz??ciej wykorzystywane do ci?cia blach o grubo?ci powy?ej 2 mm. Wielu zagranicznych ekspertów uwa?a, ?e najbli?sze 30-40 lat to z?oty okres dla rozwoju technologii obróbki laserowej (co jest kierunkiem rozwoju w bran?y obróbki blach).
Inne informacje na temat ci?cia laserem ?wiat?owodowym: