การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ในอุตสาหกรรมยังคงมีอยู่เพียงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทหลายแห่งได้ตระหนักถึงข้อดีของไฟเบอร์เลเซอร์ ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีการตัดอย่างต่อเนื่อง การตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์จึงกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดในอุตสาหกรรม ในปี 2014 ไฟเบอร์เลเซอร์แซงหน้าเลเซอร์ CO2 โดยเป็นแหล่งเลเซอร์ที่มีส่วนแบ่งมากที่สุด
เทคนิคการตัดด้วยพลาสมา เปลวไฟ และเลเซอร์เป็นเรื่องปกติในวิธีการตัดด้วยพลังงานความร้อนหลายวิธี ในขณะที่การตัดด้วยเลเซอร์ให้ประสิทธิภาพการตัดที่ดีที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับคุณสมบัติที่ละเอียดและการตัดรูที่มีอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความหนาน้อยกว่า 1:1 ดังนั้นเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์จึงเป็นวิธีที่นิยมใช้สำหรับการตัดละเอียดที่เข้มงวด
การตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ได้รับความสนใจอย่างมากในอุตสาหกรรม เนื่องจากให้ทั้งความเร็วตัดและคุณภาพที่ได้จากการตัดด้วยเลเซอร์ CO2 และยังช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาและการดำเนินงานได้อย่างมาก
ข้อดีของการตัดไฟเบอร์เลเซอร์
ไฟเบอร์เลเซอร์ช่วยให้ผู้ใช้มีต้นทุนการดำเนินงานต่ำที่สุด คุณภาพลำแสงที่ดีที่สุด การใช้พลังงานต่ำที่สุด และค่าบำรุงรักษาต่ำที่สุด
ข้อได้เปรียบที่สำคัญและสำคัญที่สุดของเทคโนโลยีการตัดไฟเบอร์ควรอยู่ที่ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ด้วยโมดูลดิจิทัลโซลิดสเตตที่สมบูรณ์ของไฟเบอร์เลเซอร์และการออกแบบเดียว ระบบการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์จึงมีประสิทธิภาพการแปลงแสงด้วยไฟฟ้าสูงกว่าการตัดด้วยเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ สำหรับแต่ละหน่วยกำลังของระบบตัดคาร์บอนไดออกไซด์ การใช้งานทั่วไปจริงจะอยู่ที่ประมาณ 8% ถึง 10% สำหรับระบบตัดไฟเบอร์เลเซอร์ ผู้ใช้สามารถคาดหวังประสิทธิภาพพลังงานที่สูงขึ้นได้ระหว่าง 25% ถึง 30% กล่าวอีกนัยหนึ่ง ระบบตัดไฟเบอร์ออปติกใช้พลังงานน้อยกว่าระบบตัดคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณสามถึงห้าเท่า ส่งผลให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นมากกว่า 86%
ไฟเบอร์เลเซอร์มีลักษณะความยาวคลื่นสั้นที่เพิ่มการดูดซับลำแสงโดยวัสดุตัด และสามารถตัดวัสดุ เช่น ทองเหลืองและทองแดง รวมถึงวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าได้ ลำแสงที่มีความเข้มข้นมากขึ้นจะสร้างโฟกัสที่เล็กลงและมีระยะโฟกัสที่ลึกยิ่งขึ้น ดังนั้นไฟเบอร์เลเซอร์จึงสามารถตัดวัสดุที่บางลงได้อย่างรวดเร็วและตัดวัสดุที่มีความหนาปานกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เมื่อตัดวัสดุที่มีความหนาสูงสุด 6 มม. ความเร็วตัดของระบบตัดไฟเบอร์เลเซอร์ 1.5kW เทียบเท่ากับความเร็วตัดของระบบตัดเลเซอร์ CO2 3kW เนื่องจากต้นทุนการดำเนินงานของการตัดไฟเบอร์ต่ำกว่าต้นทุนของระบบตัดคาร์บอนไดออกไซด์แบบเดิม จึงเข้าใจได้ว่าเป็นการเพิ่มผลผลิตและต้นทุนเชิงพาณิชย์ลดลง
นอกจากนี้ยังมีปัญหาการบำรุงรักษา ระบบเลเซอร์ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต้องมีการบำรุงรักษาเป็นประจำ กระจกต้องการการบำรุงรักษาและการสอบเทียบ และเครื่องสะท้อนเสียงต้องการการบำรุงรักษาเป็นประจำ ในทางกลับกัน โซลูชันการตัดด้วยไฟเบอร์เลเซอร์แทบไม่ต้องมีการบำรุงรักษาเลย ระบบตัดด้วยเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ต้องใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซเลเซอร์ เนื่องจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีความบริสุทธิ์ โพรงจึงมีมลพิษและจำเป็นต้องทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอ สำหรับระบบ CO2 ขนาดหลายกิโลวัตต์ จะมีค่าใช้จ่ายอย่างน้อย 20,000 เหรียญสหรัฐต่อปี นอกจากนี้ การตัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หลายครั้งต้องใช้กังหันแนวแกนความเร็วสูงเพื่อส่งก๊าซเลเซอร์ ในขณะที่กังหันต้องการการบำรุงรักษาและการตกแต่งใหม่ สุดท้ายนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับระบบตัดคาร์บอนไดออกไซด์แล้ว โซลูชันการตัดไฟเบอร์มีขนาดเล็กกว่าและมีผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมทางนิเวศน้อยกว่า จึงต้องใช้ความเย็นน้อยลงและการใช้พลังงานลดลงอย่างมาก
การผสมผสานระหว่างการบำรุงรักษาที่น้อยลงและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้นทำให้การตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้อยลง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าระบบการตัดด้วยเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์
ไฟเบอร์เลเซอร์ถูกนำมาใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงเลเซอร์การสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก การต่อเรือทางอุตสาหกรรม การผลิตยานยนต์ การแปรรูปโลหะแผ่น การแกะสลักด้วยเลเซอร์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ และอื่นๆ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง ขอบเขตการใช้งานยังคงขยายตัว
เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ทำงานอย่างไร — หลักการเปล่งแสงเลเซอร์ไฟเบอร์