کاربرد فناوری برش لیزر فیبر در صنعت هنوز چند سال پیش است. بسیاری از شرکت ها به مزایای لیزرهای فیبر پی برده اند. با پیشرفت مداوم فناوری برش، برش لیزری فیبر به یکی از پیشرفته ترین فناوری ها در صنعت تبدیل شده است. در سال 2014، لیزرهای فیبر از لیزرهای CO2 به عنوان بیشترین سهم از منابع لیزر پیشی گرفتند.
روش‌های برش پلاسما، شعله و لیزر در چندین روش برش انرژی حرارتی رایج هستند، در حالی که برش لیزری بهترین کارایی برش را به ویژه برای ویژگی‌های ظریف و برش سوراخ‌هایی با نسبت قطر به ضخامت کمتر از 1:1 ارائه می‌کند. بنابراین، فناوری برش لیزری نیز روش ترجیحی برای برش دقیق دقیق است.
برش لیزر فیبر در صنعت توجه زیادی را به خود جلب کرده است زیرا هم سرعت برش و هم کیفیت قابل دستیابی با برش لیزر CO2 را فراهم می کند و هزینه های تعمیر و نگهداری و عملیات را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
مزایای برش لیزر فیبر
لیزرهای فیبر کمترین هزینه های عملیاتی، بهترین کیفیت پرتو، کمترین مصرف انرژی و کمترین هزینه های تعمیر و نگهداری را به کاربران ارائه می دهند.
مهمترین و قابل توجه ترین مزیت فناوری برش الیاف باید بهره وری انرژی آن باشد. سیستم های برش لیزر فیبر با ماژول های دیجیتال کامل حالت جامد لیزر فیبر و یک طرح واحد، بازده تبدیل الکترواپتیکی بالاتری نسبت به برش لیزر دی اکسید کربن دارند. برای هر واحد قدرت یک سیستم برش دی اکسید کربن، استفاده کلی واقعی حدود 8٪ تا 10٪ است. برای سیستم های برش لیزر فیبر، کاربران می توانند بازده انرژی بالاتری را بین 25 تا 30 درصد انتظار داشته باشند. به عبارت دیگر، سیستم برش فیبر نوری حدود سه تا پنج برابر کمتر از سیستم برش دی اکسید کربن انرژی مصرف می کند و در نتیجه بازده انرژی بیش از 86 درصد افزایش می یابد.
لیزرهای فیبر دارای ویژگی های طول موج کوتاهی هستند که باعث افزایش جذب پرتو توسط مواد برش می شود و می تواند موادی مانند برنج و مس و همچنین مواد غیر رسانا را برش دهد. یک پرتو متمرکزتر، فوکوس کمتر و عمق فوکوس عمیق‌تری ایجاد می‌کند، به طوری که لیزرهای فیبر می‌توانند به سرعت مواد نازک‌تر را برش داده و مواد با ضخامت متوسط را به طور مؤثرتری برش دهند. هنگام برش مواد تا ضخامت 6 میلی متر، سرعت برش یک سیستم برش لیزری فیبر 1.5 کیلوواتی معادل سرعت برش یک سیستم برش لیزری 3 کیلو وات CO2 است. از آنجایی که هزینه عملیاتی برش الیاف کمتر از هزینه سیستم برش دی اکسید کربن معمولی است، این را می توان به عنوان افزایش تولید و کاهش هزینه تجاری درک کرد.
مشکلات نگهداری نیز وجود دارد. سیستم های لیزر گاز دی اکسید کربن نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند. آینه ها نیاز به نگهداری و کالیبراسیون دارند و تشدید کننده ها نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند. از طرف دیگر، محلول های برش لیزر فیبر تقریباً نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند. سیستم های برش لیزر دی اکسید کربن به دی اکسید کربن به عنوان گاز لیزری نیاز دارند. به دلیل خلوص گاز دی اکسید کربن، حفره آلوده است و نیاز به تمیز کردن منظم دارد. برای یک سیستم CO2 چند کیلوواتی، این هزینه حداقل 20000 دلار در سال است. علاوه بر این، بسیاری از برش‌های دی اکسید کربن به توربین‌های محوری با سرعت بالا برای تحویل گاز لیزر نیاز دارند، در حالی که توربین‌ها نیاز به تعمیر و نگهداری و نوسازی دارند. در نهایت، در مقایسه با سیستم های برش دی اکسید کربن، محلول های برش الیاف فشرده تر هستند و تاثیر کمتری بر محیط زیست دارند، بنابراین نیاز به خنک کننده کمتر و مصرف انرژی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
ترکیبی از نگهداری کمتر و راندمان انرژی بالاتر به برش لیزری فیبر اجازه می دهد تا دی اکسید کربن کمتری منتشر کند و نسبت به سیستم های برش لیزری دی اکسید کربن سازگارتر با محیط زیست است.
لیزرهای فیبر در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله ارتباطات فیبر نوری لیزری، کشتی سازی صنعتی، تولید خودرو، پردازش ورق فلز، حکاکی لیزری، دستگاه های پزشکی و غیره استفاده می شود. با توسعه مداوم فناوری، حوزه کاربرد آن همچنان در حال گسترش است.
نحوه عملکرد دستگاه برش لیزر فیبر - اصل انتشار نور لیزر فیبر