Laserové řezání je automatická metoda tepelného řezání pro zpracování kovu, dřeva, MDF, překližky, akrylu, plastu, látky, kůže a papíru. Laserový paprsek je vytvářen laserovým zdrojem (rezonátorem), vedený transportním vláknem nebo zrcadly v řezací hlavě, kde jej čočka zaostřuje velmi vysokým výkonem na velmi malý průměr. Tento zaostřený laserový paprsek se setká s povrchem substrátu a roztaví jej, aby bylo možné provést řezání. Existují 2 typy laserových zdrojů: vláknový laser a CO2 laser. Řezání laserem je extrémně univerzální. Kromě plochých materiálů lze laserovými řezacími systémy řezat také trubky a profily.
Laserový řezací stroj na vlákno
Vláknový laser je pevnolátkový laser s optickým vláknem jako médiem pro zisk laseru, který se skládá z média pro zesílení, zdroje čerpadla a rezonanční dutiny. Vláknové lasery používají aktivní vlákna dopovaná prvky vzácných zemin v jádru jako médium zisku. Jako zdroj pumpy je použit polovodičový laser. Rezonanční dutina se obecně skládá ze zrcadel, koncových ploch vláken, zrcadel s vláknovou smyčkou nebo vláknových mřížek.
Podle charakteristik časové oblasti vláknových laserů je lze rozdělit na kontinuální a pulzní vláknové lasery. Podle struktury rezonátoru jej lze rozdělit na vláknové lasery s lineární dutinou, distribuovanou zpětnou vazbou a prstencovou dutinou. Podle rozdílu mezi ziskovým vláknem a metodou čerpání jej lze rozdělit na vláknové lasery s jednoduchým pláštěm (čerpání jádra) a dvojitým pláštěm (čerpání pláště).
CO2 Laserový řezací stroj
A CO2 laser (laser na oxid uhličitý) je plynový laser, který využívá jako médium pro zisk směs plynů, včetně oxidu uhličitého, hélia, dusíku a možná i vodíku, vodní páry a xenonu. Laser je elektricky pumpován plynovým výbojem, který lze použít se stejnosměrným proudem, střídavým proudem nebo v oblasti RF. Molekula dusíku je excitována výbojovým proudem do metastabilního stavu a poté jí předá energii, když se srazí s CO2 molekula. Hélium může snížit počet částic v nízkoenergetickém stavu a může odstranit generované teplo.
CO2 lasery obvykle vyzařují paprsek o vlnové délce 10.6 μm, ale existují i jiné radiační čáry v periodě 9-11 μm (zejména 9.6 μm).
Střední
CO2 lasery používají plyn jako médium pro generování laserového paprsku a přenášejí paprsek přes zrcadla. Vláknové lasery jsou dodávány prostřednictvím diod a optických kabelů, více diod je čerpáno pro generování laserového paprsku a poté přenášeno do laserové řezací hlavy prostřednictvím optických kabelů namísto přenosu paprsku přes zrcadla.
Vlnová délka
CO2 laser je typ plynového laserového paprsku o vlnové délce 10.6 μm od molekul oxidu uhličitého, zatímco vláknový laser je druh pevnolátkového laseru o vlnové délce 1.08 μm, který se získá umístěním krystalu sloučeniny Yb (ytterbium) jako média do optického vlákna a ozářením krystalu laserovým paprskem. Vzhledem k různým fyzikálním vlastnostem těchto 2 typů laserů se liší i procesy řezání.
Fotoelektrická konverzní účinnost
Vláknový laserový řezací stroj využívá kompletní polovodičový digitální modul a jednovláknový laserový design. Účinnost fotoelektrické konverze je vyšší než u CO2 řezání laserem. Skutečná celková míra využití každého napájecího zdroje CO2 laserová řezačka je asi 8%~10%. Celková míra využití je asi 25 %~30%a celková spotřeba energie vláknového laserového řezacího systému je 3~5krát nižší než u systému CO2 laserového řezacího systému, který se zvýšil o více než 86 %.
Investiční náklady
Hlavní náklady na pořízení laserového řezacího stroje závisí na značce a výkonu laserového generátoru a také na základních optických součástech. A CO2 laserová řezačka stojí ve světě kdekoli od 2,600 16,800 amerických dolarů a cena nízkovýkonové vláknové laserové řezačky začíná od 160,000 amerických dolarů, zatímco některé vysoce výkonné lasery budou stát až amerických dolarů.
Náklady na údržbu
Vzhledem k čistotě CO2 plyn, dutina se kontaminuje a vyžaduje pravidelné čištění. Zrcadla vyžadují údržbu a zarovnání, takže běžná údržba je náročnější. Ale řezací stroj vláknovým laserem je bezúdržbový, schopný pracovat v drsných pracovních prostředích s vysokou tolerancí vůči prachu, vibracím, nárazům, vlhkosti a teplotě.
Aplikace
Různé materiály, které mají být řezány, mají různé rychlosti absorpce světla pro různé vlnové délky laseru. Nekovové materiály (jako je dřevo, tkanina, plast, akryl, papír, kůže) mají pro vláknové lasery nízkou míru absorpce, zatímco CO2 lasery mají vysoké absorpční rychlosti pro kovové nebo nekovové materiály. Vláknový laser je vhodný pouze pro řezání kovových materiálů, zatímco CO2 laserem lze řezat kovové i nekovové materiály.
