Применение технологии волоконной лазерной резки в промышленности началось всего несколько лет назад. Многие компании осознали преимущества волоконных лазеров. Благодаря постоянному совершенствованию технологий резки волоконная лазерная резка стала одной из самых передовых технологий в отрасли. В 2014 году волоконные лазеры превзошли CO2-лазеры по наибольшей доле лазерных источников.
Методы плазменной, газовой и лазерной резки распространены в некоторых методах термической резки, тогда как лазерная резка обеспечивает наилучшую эффективность резки, особенно для резки мелких деталей и отверстий с соотношением диаметра к толщине менее 1:1. Поэтому технология лазерной резки также является предпочтительным методом точной резки.
Резка волоконным лазером привлекла большое внимание в отрасли, поскольку она обеспечивает скорость и качество резки, достижимые при резке CO2-лазером, а также значительно снижает затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.
Преимущества волоконной лазерной резки
Волоконные лазеры предлагают пользователям самые низкие эксплуатационные расходы, лучшее качество луча, самое низкое энергопотребление и самые низкие затраты на техническое обслуживание.
Важнейшим и значимым преимуществом технологии резки волокна должна стать ее энергоэффективность. Благодаря полностью укомплектованным твердотельным цифровым модулям волоконного лазера и единой конструкции системы волоконной лазерной резки имеют эффективность электрооптического преобразования выше, чем резка лазером на углекислом газе. Фактический общий коэффициент использования каждого энергоблока системы резки углекислым газом составляет от 8% до 10%. Пользователи систем волоконной лазерной резки могут рассчитывать на более высокую энергоэффективность – от 25% до 30%. Другими словами, волоконно-оптическая система резки потребляет примерно в три-пять раз меньше энергии, чем система резки углекислым газом, что приводит к повышению энергоэффективности более чем на 86%.
Волоконные лазеры обладают коротковолновыми характеристиками, которые увеличивают поглощение луча режущим материалом и могут резать такие материалы, как латунь и медь, а также непроводящие материалы. Более концентрированный луч обеспечивает меньший фокус и большую глубину фокуса, поэтому волоконные лазеры могут быстро резать более тонкие материалы и более эффективно резать материалы средней толщины. При резке материалов толщиной до 6 мм скорость резки системы резки волоконным лазером мощностью 1,5 кВт эквивалентна скорости резки системы лазерной резки CO2 мощностью 3 кВт. Поскольку эксплуатационные затраты на резку волокна ниже, чем стоимость традиционной системы резки углекислым газом, это можно понимать как увеличение производительности и снижение коммерческой стоимости.
Есть и проблемы с обслуживанием. Газовые лазерные системы на углекислом газе требуют регулярного обслуживания; зеркала требуют обслуживания и калибровки, а резонаторы требуют регулярного обслуживания. С другой стороны, решения для резки волоконным лазером практически не требуют обслуживания. В системах лазерной резки углекислого газа в качестве лазерного газа используется углекислый газ. Из-за чистоты углекислого газа полость загрязняется и требует регулярной очистки. Для многокиловаттной системы CO2 это будет стоить не менее 20 000 долларов в год. Кроме того, многие процессы удаления углекислого газа требуют высокоскоростных осевых турбин для подачи лазерного газа, а сами турбины требуют технического обслуживания и ремонта. Наконец, по сравнению с системами резки углекислым газом, решения для резки волокна более компактны и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, поэтому требуется меньше охлаждения и значительно снижается потребление энергии.
Сочетание меньших затрат на техническое обслуживание и более высокой энергоэффективности позволяет волоконной лазерной резке выделять меньше углекислого газа и является более экологически чистой, чем системы лазерной резки на углекислом газе.
Волоконные лазеры используются в широком спектре применений, включая лазерную оптоволоконную связь, промышленное судостроение, автомобилестроение, обработку листового металла, лазерную гравировку, медицинское оборудование и многое другое. Благодаря постоянному развитию технологий область их применения продолжает расширяться.
Как работает станок для лазерной резки — принцип излучения волоконного лазера