L’applicazione della tecnologia di taglio laser a fibra nel settore risale solo a pochi anni fa. Molte aziende hanno compreso i vantaggi dei laser a fibra. Con il continuo miglioramento della tecnologia di taglio, il taglio laser a fibra è diventato una delle tecnologie più avanzate del settore. Nel 2014, i laser a fibra hanno superato i laser a CO2 come quota maggiore di sorgenti laser.
Le tecniche di taglio al plasma, alla fiamma e al laser sono comuni in diversi metodi di taglio a energia termica, mentre il taglio laser fornisce la migliore efficienza di taglio, in particolare per dettagli fini e taglio di fori con rapporti diametro/spessore inferiori a 1:1. Pertanto, la tecnologia di taglio laser è anche il metodo preferito per il taglio rigoroso e fine.
Il taglio laser a fibra ha ricevuto molta attenzione nel settore perché fornisce sia la velocità di taglio che la qualità ottenibili con il taglio laser CO2 e riduce significativamente i costi operativi e di manutenzione.
Vantaggi del taglio laser a fibra
I laser a fibra offrono agli utenti i costi operativi più bassi, la migliore qualità del raggio, il consumo energetico più basso e i costi di manutenzione più bassi.
Il vantaggio più importante e significativo della tecnologia di taglio della fibra dovrebbe essere la sua efficienza energetica. Grazie ai moduli digitali completi a stato solido del laser a fibra e a un unico design, i sistemi di taglio laser a fibra hanno efficienze di conversione elettro-ottica superiori rispetto al taglio laser ad anidride carbonica. Per ciascuna unità di potenza di un sistema di taglio dell'anidride carbonica, l'utilizzo generale effettivo è compreso tra l'8% e il 10% circa. Per i sistemi di taglio laser a fibra, gli utenti possono aspettarsi una maggiore efficienza energetica, tra il 25% e il 30%. In altre parole, il sistema di taglio a fibra ottica consuma da tre a cinque volte meno energia rispetto al sistema di taglio ad anidride carbonica, con un conseguente aumento dell’efficienza energetica superiore all’86%.
I laser a fibra hanno caratteristiche di lunghezza d'onda corta che aumentano l'assorbimento del raggio da parte del materiale da tagliare e possono tagliare materiali come ottone e rame, nonché materiali non conduttivi. Un raggio più concentrato produce un fuoco più piccolo e una profondità di fuoco più profonda, in modo che i laser a fibra possano tagliare rapidamente materiali più sottili e tagliare materiali di medio spessore in modo più efficiente. Quando si tagliano materiali fino a 6 mm di spessore, la velocità di taglio di un sistema di taglio laser a fibra da 1,5 kW è equivalente alla velocità di taglio di un sistema di taglio laser CO2 da 3 kW. Poiché il costo operativo del taglio della fibra è inferiore al costo di un sistema di taglio convenzionale con anidride carbonica, ciò può essere interpretato come un aumento della produzione e una diminuzione del costo commerciale.
Ci sono anche problemi di manutenzione. I sistemi laser a gas di anidride carbonica richiedono una manutenzione regolare; gli specchi richiedono manutenzione e calibrazione e i risonatori richiedono una manutenzione regolare. D’altro canto, le soluzioni di taglio laser a fibra non richiedono quasi alcuna manutenzione. I sistemi di taglio laser ad anidride carbonica richiedono l'anidride carbonica come gas laser. A causa della purezza del gas di anidride carbonica, la cavità è inquinata e deve essere pulita regolarmente. Per un sistema di CO2 multi-kilowatt, questo costa almeno $ 20.000 all’anno. Inoltre, molti tagli al biossido di carbonio richiedono turbine assiali ad alta velocità per fornire il gas laser, mentre le turbine richiedono manutenzione e ristrutturazione. Infine, rispetto ai sistemi di taglio ad anidride carbonica, le soluzioni di taglio della fibra sono più compatte e hanno un minore impatto sull’ambiente ecologico, quindi è necessario un minore raffreddamento e il consumo di energia è notevolmente ridotto.
La combinazione di minore manutenzione e maggiore efficienza energetica consente al taglio laser a fibra di emettere meno anidride carbonica ed è più rispettoso dell'ambiente rispetto ai sistemi di taglio laser ad anidride carbonica.
I laser a fibra vengono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, tra cui comunicazioni laser a fibra ottica, costruzioni navali industriali, produzione automobilistica, lavorazione della lamiera, incisione laser, dispositivi medici e altro ancora. Con il continuo sviluppo della tecnologia, il suo campo di applicazione è ancora in espansione.
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