M?c l?c
Máy c?t laser s?i quang và máy c?t laser CO2 là hai thi?t b? c?t laser c?ng nghi?p ph? bi?n. Chúng có s? khác bi?t r? ràng v? ngu?n sáng, v?t li?u áp d?ng, t?c ?? c?t, m?c tiêu th? n?ng l??ng, chi phí b?o trì, v.v. Sau ??y là so sánh chi ti?t.
1. Máy c?t laser s?i quang VS máy c?t laser CO2: nguyên l? ho?t ??ng
Nguyên l? ho?t ??ng c?a máy c?t laser CO2 và máy c?t laser s?i quang r? ràng là khác nhau, ch? y?u th? hi?n ? ph??ng pháp t?o laser, ph??ng pháp truy?n chùm tia, b??c sóng, hi?u su?t chuy?n ??i n?ng l??ng và các khía c?nh khác.
Nguyên l? ho?t ??ng c?a máy c?t laser s?i quang:
(1) T?o ra tia laser
S?i quang pha t?p ??t hi?m (nh? ytterbi) ???c s? d?ng làm m?i tr??ng laser và tín hi?u quang ???c khu?ch ??i th?ng qua c?ng ngh? b?m quang ?? t?o ra chùm tia laser n?ng l??ng cao.
B??c sóng chính là 1,06μm (ánh sáng c?n h?ng ngo?i). B??c sóng này có t? l? h?p th? cao ??i v?i v?t li?u kim lo?i, do ?ó thích h?p ?? c?t các v?t li?u kim lo?i nh? thép cacbon, thép kh?ng g?, nh?m, ??ng, ??ng thau và titan.
(2) Truy?n chùm tia
Laser s?i quang kh?ng c?n ph?n x? mà truy?n qua s?i quang m?m d?o, có th? truy?n tr?c ti?p ??n ??u c?t mà kh?ng c?n thi?t b? c?n ch?nh quang h?c b? sung.
Do suy hao truy?n d?n c?a s?i quang c?c th?p nên hi?u su?t c?t cao h?n và t? l? s? d?ng n?ng l??ng t?t h?n.
(3) Quá trình c?t
Chùm tia laser s?i quang t?p trung chi?u vào b? m?t kim lo?i, nhanh chóng làm tan ch?y và b?c h?i v?t li?u.
V?i s? h? tr? c?a khí ph? tr? áp su?t cao (oxy, nit?, kh?ng khí), x? ???c th?i bay ?? c?i thi?n t?c ?? và ch?t l??ng c?t.
Thích h?p ?? c?t kim lo?i có ?? chính xác cao, t?c ?? c?t nhanh, vùng ?nh h??ng nhi?t nh? và h?u nh? kh?ng có g?.
Nguyên l? ho?t ??ng c?a máy c?t laser CO2:
(1) T?o ra tia laser
Khí CO2 (thành ph?n chính: cacbon dioxit, nit?, heli) ???c s? d?ng làm m?i tr??ng laser và s? d?ng ?i?n áp cao ?? kích thích khí CO2 nh?m t?o ra chùm tia laser.
B??c sóng chính là 10,6μm (ánh sáng h?ng ngo?i xa), có t? l? h?p th? cao ??i v?i v?t li?u phi kim lo?i, do ?ó ??c bi?t thích h?p ?? c?t các v?t li?u phi kim lo?i nh? g?, nh?a, acrylic, da, cao su, v?i, v.v.
(2) Truy?n chùm tia
Chùm tia laser CO2 kh?ng th? truy?n qua s?i quang mà ph?i d?a vào b? ph?n x? và th?u kính ?? d?n h??ng chùm tia và cu?i cùng h?i t? vào b? m?t v?t li?u ?? c?t.
Do s? d?ng th?u kính và g??ng ph?n x? nên thi?t b? có yêu c?u cao v? c?n ch?nh quang h?c và các thi?t b? quang h?c c?n ???c b?o trì và thay th? th??ng xuyên.
(3) Quá trình c?t
Chùm tia laser CO2 t?p trung chi?u vào b? m?t v?t li?u, khi?n v?t li?u h?p th? n?ng l??ng laser và nhi?t ??n nhi?t ?? nóng ch?y ho?c b?c h?i.
V?i khí ph? tr? (oxy, nit?, kh?ng khí), ch?t nóng ch?y ho?c oxit s? ???c th?i bay ?? ??t ???c ?? c?t chính xác.
?p d?ng cho v?t li?u phi kim lo?i và m?t s? v?t li?u kim lo?i (kim lo?i có ?? ph?n x? cao và m?c s? d?ng n?ng l??ng laser CO2 th?p).
So sánh và tóm t?t nguyên l? ho?t ??ng:
Ki?u | Máy c?t laser CO? | Máy c?t laser s?i quang |
B??c sóng laser | 10,6μm (h?ng ngo?i xa) | 1,06μm (g?n h?ng ngo?i) |
M?i tr??ng laser | S? kích thích phóng ?i?n khí CO? t?o ra tia laser | Laser khu?ch ??i s?i pha t?p nguyên t? ??t hi?m |
Ph??ng pháp truy?n chùm tia | Truy?n qua g??ng ph?n x? | Truy?n tr?c ti?p qua s?i quang |
Ph?m vi ?ng d?ng | Thích h?p cho v?t li?u phi kim lo?i và m?t s? v?t li?u kim lo?i | Ch? y?u dùng ?? c?t kim lo?i |
- Laser CO? t?o ra ánh sáng laser th?ng qua quá trình phóng ?i?n khí và chùm tia ???c truy?n qua th?u kính và g??ng ph?n x?, phù h?p v?i các v?t li?u phi kim lo?i.
- Laser s?i quang s? d?ng truy?n d?n b?ng s?i quang và kh?ng có b? ph?n x?, thích h?p cho gia c?ng kim lo?i có ?? chính xác cao.
2. So sánh các v?t li?u áp d?ng
V?t li?u áp d?ng cho máy c?t laser CO?:
- V?t li?u phi kim lo?i: g?, acrylic, nh?a, v?i, da, cao su, th?y tinh, g?m s?, gi?y, v.v.
- M?t s? kim lo?i (c?n ph? l?p ph? ho?c h? tr? oxy): thép cacbon, thép kh?ng g?, h?p kim nh?m (hi?u su?t th?p h?n).
V?t li?u áp d?ng cho máy c?t laser s?i quang:
- V?t li?u kim lo?i (hi?u su?t c?t cao): thép cacbon, thép kh?ng g?, nh?m, ??ng, ??ng thau, titan, v.v.
- Kh?ng phù h?p v?i v?t li?u kh?ng ph?i kim lo?i (do t? l? h?p th? b??c sóng 1.06μm th?p nên khó c?t g?, nh?a, th?y tinh, v.v.).
B?ng so sánh các v?t li?u áp d?ng:
Lo?i v?t li?u | Máy c?t laser CO? | Máy c?t laser s?i quang |
Thép Cacbon | Có th? c?t (ch?m h?n, c?n oxy) | L?a ch?n t?t nh?t (t?c ?? nhanh, ch?t l??ng c?t cao) |
Thép kh?ng g? | Có th? c?t (c?n nit? ho?c oxy) | L?a ch?n t?t nh?t (t?c ?? c?t nhanh, kh?ng có g?) |
Nh?m | Có th? c?t (yêu c?u tia laser c?ng su?t cao) | Có th? c?t (nh?ng d? ph?n x?, yêu c?u c?ng su?t cao) |
??ng | Khó c?t (?? ph?n x? cao) | Có th? c?t (c?n tia laser c?ng su?t cao) |
Thau | Khó c?t (?? ph?n x? cao) | Có th? c?t (c?n tia laser c?ng su?t cao) |
H?p kim Titan | Có th? c?t (nh?ng ch?m) | Thích h?p ?? c?t |
Thép m? k?m | Có th? c?t (c?n nit?) | Có th? c?t ???c (tránh b? oxy hóa) |
G? | L?a ch?n t?t nh?t | Kh?ng phù h?p |
Acrylic | L?a ch?n t?t nh?t (c?t m?n) | Kh?ng phù h?p |
Nh?a | Có th? c?t | Kh?ng phù h?p |
Da thú | Có th? c?t | Kh?ng phù h?p |
V?i | Có th? c?t | Kh?ng phù h?p |
Cao su | Có th? c?t | Kh?ng phù h?p |
Th?y tinh | Kh?ng th? c?t (có th? kh?c b? m?t) | Kh?ng th? c?t |
T?i sao laser CO2 và laser s?i quang l?i phù h?p v?i các v?t li?u khác nhau?
(1) B??c sóng laser ?nh h??ng ??n t?c ?? h?p th? v?t li?u
B??c sóng laser s?i quang: 1,06μm (ánh sáng g?n h?ng ngo?i)
- V?t li?u kim lo?i (nh? thép cacbon, thép kh?ng g?, nh?m, ??ng) có t? l? h?p th? ánh sáng 1,06μm cao nên t?c ?? c?t nhanh và ch?t l??ng c?t cao.
- Các v?t li?u kh?ng ph?i kim lo?i (nh? g?, nh?a, acrylic) có t? l? h?p th? ánh sáng 1,06μm th?p nên kh?ng th? c?t hi?u qu?.
?
B??c sóng laser CO2: 10,6μm (ánh sáng h?ng ngo?i xa)
- V?t li?u phi kim lo?i (nh? g?, acrylic, nh?a, da, v?i) có t? l? h?p th? ánh sáng 10,6μm cao nên hi?u qu? c?t t?t.
- V?t li?u kim lo?i (nh? ??ng, nh?m, thép kh?ng g?) có kh? n?ng ph?n x? cao ??i v?i ánh sáng 10,6μm, d?n ??n vi?c s? d?ng n?ng l??ng th?p và t?c ?? c?t ch?m.
(2) ?? ph?n x? cao c?a kim lo?i
Các kim lo?i có ?? ph?n x? cao nh? ??ng và nh?m có ?? ph?n x? cao ??i v?i tia laser CO2, có th? d? dàng làm h?ng tia laser và c?n ph?i ph? l?p ph? ho?c s? d?ng tia laser c?ng su?t cao ?? c?t.
Tia laser s?i quang d? c?t h?n do có b??c sóng ng?n h?n và m?t ?? n?ng l??ng cao h?n.
Tóm t?t các v?t li?u áp d?ng cho máy c?t laser s?i quang VS máy c?t laser CO2:
- Laser CO? thích h?p cho gia c?ng phi kim lo?i nh? qu?ng cáo, qu?n áo, bao bì, ?? g?, th? c?ng m? ngh? và các ngành c?ng nghi?p khác.
- Laser s?i quang thích h?p cho gia c?ng kim lo?i, ch?ng h?n nh? gia c?ng t?m kim lo?i, s?n xu?t ? t?, hàng kh?ng v? tr?, gia c?ng ph?n c?ng, v.v.
3. Hi?u su?t c?t và t?c ??
B?ng so sánh hi?u su?t c?t:
Các m?c so sánh | Máy c?t laser CO? | Máy c?t laser s?i quang |
T?c ?? c?t (kim lo?i m?ng) | Ch?m (laser s?i quang nhanh h?n 2-3 l?n) | Nhanh, thích h?p cho vi?c c?t t?c ?? cao |
?? dày c?t (thép) | Có th? c?t ≤20mm (c?ng su?t cao) | Có th? c?t ≤50mm (c?ng su?t cao) |
T? l? chuy?n ??i n?ng l??ng | 10%-15% | 30%-50% |
?? chính xác c?t | Cao h?n (0,1mm) | Cao h?n (0,05mm) |
- V?t li?u kim lo?i m?ng (nh? thép kh?ng g?, thép cacbon ≤ 10mm): T?c ?? c?t laser s?i quang nhanh h?n. T?c ?? c?t laser s?i quang nhanh h?n CO? 2-3 l?n.
- V?t li?u kim lo?i dày (>20mm): Có th? s? d?ng CO? và laser s?i quang, nh?ng laser s?i quang có m?c tiêu th? n?ng l??ng th?p h?n. C?t laser s?i quang hi?u qu? h?n và s? d?ng n?ng l??ng cao h?n.
- V?t li?u kh?ng ph?i kim lo?i (nh? acrylic, g?): Laser CO? phù h?p h?n, laser s?i quang khó có th? c?t ???c.
- Laser CO? có t?c ?? c?t nhanh trên v?t li?u phi kim lo?i, nh?ng l?i kém h?n nhi?u so v?i laser s?i quang trên kim lo?i.
B?ng so sánh hi?u su?t:
T?Item | Tia laser CO? | Laser s?i quang |
hi?u su?t chuy?n ??i quang ?i?n | 10%-15% | 25%-35% |
T?c ?? c?t (T?m kim lo?i) | Ch?m | Nhanh |
Ch?t l??ng chùm sáng | T?t | T?t h?n |
Khu v?c | L?n | Bé nh? |
D? s? d?ng | Trung bình | T?t (t? ??ng hóa cao) |
4. Ch?t l??ng c?t
B?ng so sánh ch?t l??ng c?t:
Các m?c so sánh | Máy c?t laser CO? | Máy c?t laser s?i quang |
Ch?t l??ng v?t r?ch | C?t m?n (??c bi?t là kh?ng ph?i kim lo?i) | L??i c?t kim lo?i m?n h?n |
Vùng ?nh h??ng nhi?t (HAZ) | L?n (b??c sóng h?p th? 10,6μm s?u h?n) | Nh? (b??c sóng 1,06μm có t? l? h?p th? cao) |
H? tr? khí | Yêu c?u (oxy, nit?, kh?ng khí) | Yêu c?u (oxy, nit?) |
- Tia laser CO? có các c?nh m?n khi c?t v?t li?u kh?ng ph?i kim lo?i, nh?ng d? b? g? khi c?t kim lo?i, do ?ó c?n ph?i x? l? sau.
- Tia laser s?i quang có ch?t l??ng c?t v?t li?u kim lo?i t?t h?n, v?i các c?nh s?ch và vùng ?nh h??ng nhi?t nh?.
5. Chi phí thi?t b? và b?o trì
B?ng so sánh giá máy c?t laser s?i quang VS máy c?t laser CO2:
Các m?c so sánh | Máy c?t laser CO? | Máy c?t laser s?i quang |
Chi phí thi?t b? | Th?p (phù h?p v?i doanh nghi?p nh?) | Cao h?n (nh?ng chi phí ho?t ??ng dài h?n th?p) |
Tiêu th? n?ng l??ng ho?t ??ng | Cao (hi?u su?t n?ng l??ng 10-15%) | Th?p (hi?u su?t n?ng l??ng 30-50%) |
Các thành ph?n c?t l?i | ?ng laser, ph?n x?, th?u kính | Ngu?n laser s?i quang, ??u c?t |
Chi phí b?o trì | Cao (?ng laser và th?u kính c?n ???c thay th? th??ng xuyên) | Th?p (tu?i th? ngu?n laser s?i quang dài) |
Tu?i th? s? d?ng | ?ng laser: 8000-10000 gi? | Ngu?n laser s?i quang: >100.000 gi? |
- Thi?t b? laser CO? có chi phí ??u t? ban ??u th?p nh?ng chi phí v?n hành cao và ?òi h?i ph?i thay th? th??ng xuyên các v?t t? tiêu hao nh? ?ng laser, g??ng ph?n x? và th?u kính.
- Laser s?i quang có chi phí ??u t? ban ??u cao, nh?ng chi phí b?o trì th?p và tu?i th? cao, phù h?p h?n cho s?n xu?t c?ng nghi?p dài h?n.
6. B?o v? m?i tr??ng và an toàn
B?ng so sánh v? b?o v? m?i tr??ng và an toàn:
Các m?c so sánh | Máy c?t laser CO? | Máy c?t laser s?i quang |
B?o v? m?i tr??ng | C?n có thi?t b? hút khói (quá trình gia c?ng phi kim lo?i t?o ra khói và b?i) | Th?n thi?n h?n v?i m?i tr??ng (kh?ng cacbon hóa, ít khói và b?i) |
An toàn laser | Tia laser 10,6μm kh?ng d? xuyên qua da và an toàn h?n | Tia laser 1.06μm có th? xuyên qua m?t, vì v?y c?n ph?i ?eo kính b?o v? |
- Quá trình x? l? phi kim lo?i b?ng laser CO? t?o ra khói và b?i, ?òi h?i ph?i có h? th?ng x? khói b? sung.
- Tia laser s?i quang nguy hi?m h?n cho m?t và ng??i v?n hành ph?i ?eo kính b?o h? laser ??c bi?t.
7. Làm th? nào ?? l?a ch?n: Máy c?t laser CO? hay máy c?t laser fiber?
Ch?n máy c?t laser CO? n?u b?n c?n:
- Gia c?ng v?t li?u phi kim lo?i (g?, nh?a, acrylic, da, v?i)
- Doanh nghi?p nh? ho?c ng?n sách h?n ch? (chi phí thi?t b? th?p h?n)
- C?n tính ??n c? c?t và kh?c (ngành qu?ng cáo, th? c?ng m? ngh?, bao bì)
Ch?n máy c?t laser s?i quang n?u b?n c?n:
- Gia c?ng kim lo?i chuyên nghi?p (thép cacbon, thép kh?ng g?, nh?m, ??ng, v.v.)
- Hi?u qu? cao và ?? chính xác cao (s?n xu?t c?ng nghi?p, gia c?ng kim lo?i t?m)
- Ho?t ??ng l?u dài và chi phí b?o trì th?p (tu?i th? ngu?n laser s?i quang dài)
Các tình hu?ng s? d?ng ???c ?? xu?t:
Các k?ch b?n | Thi?t b? ???c ?? xu?t |
Gia c?ng phi kim lo?i (nh? g?, acrylic) | Tia laser CO? |
Gia c?ng kim lo?i chính xác, nhà máy s?n xu?t t?m kim lo?i, ph? tùng ? t? | Laser s?i quang |
C?t s? l??ng l?n t?m kim lo?i m?ng | Laser s?i quang |
Nhà máy nh? toàn di?n, giáo d?c và nghiên c?u khoa h?c | Tùy thu?c vào ng?n sách và lo?i v?t li?u |
B?n tóm t?t:
Các m?c so sánh | Máy c?t laser CO? | Máy c?t laser s?i quang |
V?t li?u áp d?ng | Phi kim lo?i, m?t s? kim lo?i | Ch? y?u là kim lo?i |
T?c ?? c?t | Ch?m (??c bi?t là kim lo?i) | Nhanh h?n (??c bi?t là kim lo?i m?ng) |
?? dày c?t | ≤20mm | ≤50mm |
Chi phí thi?t b? | Th?p | Cao |
Chi phí b?o trì | Cao (c?n thay th? ?ng laser) | Th?p (tu?i th? ngu?n laser s?i quang dài) |
- Máy c?t laser CO?: thích h?p ?? c?t v?t li?u phi kim lo?i và gia c?ng kim lo?i nh?, c?ng ngh? tiên ti?n nh?ng tiêu th? n?ng l??ng cao và chi phí b?o trì cao.
- Máy c?t laser s?i quang: thích h?p ?? c?t kim lo?i hi?u qu?, ??c bi?t là các t?m m?ng và v?t li?u ph?n chi?u cao, hi?u su?t cao, tiêu th? n?ng l??ng th?p, b?o trì ??n gi?n và là xu h??ng phát tri?n chính trong t??ng lai.