Việc ứng dụng công nghệ cắt laser sợi quang trong ngành vẫn chỉ mới diễn ra cách đây vài năm. Nhiều công ty đã nhận ra những lợi thế của laser sợi quang. Với sự cải tiến không ngừng của công nghệ cắt, cắt laser sợi quang đã trở thành một trong những công nghệ tiên tiến nhất trong ngành. Vào năm 2014, laser sợi quang đã vượt qua laser CO2 để trở thành nguồn laser có thị phần lớn nhất.
Kỹ thuật cắt plasma, ngọn lửa và laser phổ biến trong một số phương pháp cắt bằng năng lượng nhiệt, trong khi cắt laser mang lại hiệu quả cắt tốt nhất, đặc biệt đối với các chi tiết nhỏ và cắt lỗ với tỷ lệ đường kính và độ dày nhỏ hơn 1:1. Vì vậy, công nghệ cắt laser cũng là phương pháp được ưa chuộng để cắt mịn nghiêm ngặt.
Cắt laser sợi quang đã nhận được rất nhiều sự chú ý trong ngành vì nó cung cấp cả tốc độ cắt và chất lượng có thể đạt được khi cắt laser CO2, đồng thời giảm đáng kể chi phí bảo trì và vận hành.
Ưu điểm của cắt Laser sợi
Laser sợi quang mang đến cho người dùng chi phí vận hành thấp nhất, chất lượng chùm tia tốt nhất, mức tiêu thụ điện năng thấp nhất và chi phí bảo trì thấp nhất.
Ưu điểm quan trọng và đáng kể nhất của công nghệ cắt sợi là hiệu quả sử dụng năng lượng. Với các mô-đun kỹ thuật số trạng thái rắn hoàn chỉnh bằng laser sợi quang và một thiết kế duy nhất, hệ thống cắt laser sợi quang có hiệu suất chuyển đổi quang điện cao hơn so với cắt laser carbon dioxide. Đối với mỗi đơn vị năng lượng của hệ thống cắt carbon dioxide, mức sử dụng chung thực tế là khoảng 8% đến 10%. Đối với hệ thống cắt laser sợi quang, người dùng có thể mong đợi hiệu suất năng lượng cao hơn, từ 25% đến 30%. Nói cách khác, hệ thống cắt sợi quang tiêu thụ năng lượng ít hơn khoảng ba đến năm lần so với hệ thống cắt carbon dioxide, dẫn đến hiệu suất năng lượng tăng hơn 86%.
Laser sợi quang có đặc tính bước sóng ngắn làm tăng khả năng hấp thụ chùm tia của vật liệu cắt và có thể cắt các vật liệu như đồng thau và đồng cũng như các vật liệu không dẫn điện. Chùm tia tập trung hơn tạo ra tiêu điểm nhỏ hơn và độ sâu tiêu điểm sâu hơn, do đó, tia laser sợi quang có thể nhanh chóng cắt các vật liệu mỏng hơn và cắt vật liệu có độ dày trung bình hiệu quả hơn. Khi cắt vật liệu có độ dày lên tới 6 mm, tốc độ cắt của hệ thống cắt laser sợi quang 1,5kW tương đương với tốc độ cắt của hệ thống cắt laser CO2 3kW. Do chi phí vận hành của việc cắt sợi thấp hơn chi phí của hệ thống cắt carbon dioxide thông thường nên điều này có thể được hiểu là sự gia tăng sản lượng và giảm chi phí thương mại.
Ngoài ra còn có vấn đề bảo trì. Hệ thống laser khí carbon dioxide cần được bảo trì thường xuyên; gương cần được bảo trì và hiệu chỉnh, còn bộ cộng hưởng cần được bảo trì thường xuyên. Mặt khác, giải pháp cắt laser sợi quang hầu như không cần bảo trì. Hệ thống cắt laser carbon dioxide yêu cầu carbon dioxide làm khí laser. Do độ tinh khiết của khí carbon dioxide, khoang bị ô nhiễm và cần được làm sạch thường xuyên. Đối với hệ thống CO2 nhiều kilowatt, chi phí này ít nhất là 20.000 USD mỗi năm. Ngoài ra, nhiều hoạt động cắt giảm carbon dioxide đòi hỏi phải có tua-bin hướng trục tốc độ cao để cung cấp khí laser, trong khi tua-bin cần được bảo trì và tân trang. Cuối cùng, so với các hệ thống cắt carbon dioxide, các giải pháp cắt sợi nhỏ gọn hơn và ít tác động hơn đến môi trường sinh thái, do đó cần ít làm mát hơn và mức tiêu thụ năng lượng giảm đáng kể.
Sự kết hợp giữa ít bảo trì hơn và hiệu quả năng lượng cao hơn cho phép cắt laser sợi quang thải ra ít carbon dioxide hơn và thân thiện với môi trường hơn các hệ thống cắt laser carbon dioxide.
Laser sợi quang được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm truyền thông sợi quang laser, đóng tàu công nghiệp, sản xuất ô tô, gia công kim loại tấm, khắc laser, thiết bị y tế, v.v. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, lĩnh vực ứng dụng của nó vẫn ngày càng mở rộng.
Máy cắt laser sợi quang hoạt động như thế nào - nguyên lý phát sáng của tia laser sợi quang