Wprowadzenie
Decyzję o wyborze odpowiedniego zautomatyzowanego systemu cięcia laserowego należy rozpocząć od oceny zarówno bieżących zastosowań, potrzeb i ograniczeń, jak i długoterminowej wizji.
5mm stal nierdzewna - laser CO2
5mm stal nierdzewna - laser FIBER
Kluczowymi zmiennymi przy podejmowaniu decyzji między laserem CO2 a laserem światłowodowym (fiber) są:
- Grubość materiału
- Precyzja
- Szybkość produkcji
- Budżet zakupu
- Koszty operacyjne
Pomimo tego, że lasery CO2 są starszą i potencjalnie podupadającą technologią, nadal stanowią doskonały wybór, szczególnie do cięcia niemetali. Jednak przewaga prędkości (do pięciu razy większa) przy cienkich materiałach (< 8 mm), 50% niższe koszty operacyjne, wyższa wydajność, zyski finansowe, które można osiągnąć za pomocą laserów światłowodowych, mogą zmienić zasady gry.
Poniższa tabela zawiera podsumowanie porównania różnych technologii laserowych pod względem najważniejszych czynników.
| Laser Fiber | Laser CO2 | |
|---|---|---|
| Metalowe arkusze | ✓ | |
| Grawerowanie metali | ✓ | |
| Cięcie materiałów organicznych | ✓ | |
| Cięcie cienkich materiałów | ✓ | |
| Cięcie grubych materiałów | ✓ | ✓ |
| Chropowatość powierzchni | ✓ | |
| Prędkość cięcia (<8mm) | ✓ | |
| Zużycie energii | ✓ | |
| Koszty operacyjne | ✓ | |
| Koszty utrzymania | ✓ | |
| Konfiguracja maszyny i czas bezczynności | ✓ | |
| Całkowity koszt posiadania | ✓ | |
| Przestrzeń | ✓ | |
| Bezpieczeństwo | ✓ |
W kolejnych sekcjach odpowiemy na najważniejsze pytania dotyczące obu technologii laserowych.
Jaka jest różnica między laserem CO2 a laserem światłowodowym (fiber)?
Główną różnicą między laserem CO2 a laserem światłowodowym jest długość fali wiązki. Określa to rodzaj materiału, który może przetwarzać każdy laser. Poniżej przedstawiono długość fali dwóch laserów:
Długość fali lasera światłowodowego vs laser CO2
| Technologia | Długość fali |
|---|---|
| Laser CO2 | 10.6 μm |
| Laser Fiber | 1.06 μm |
Mniejsza długość fali lasera światłowodowego oznacza, że lepiej nadaje się do cięcia metali, ponieważ więcej energii wiązki jest pochłaniane przez materiał, a mniej odbijane. Prowadzi to do wydajniejszego cięcia.
Rozmiar plamki lasera jest jednym z czynników określających szerokość szczeliny. Mniejszy rozmiar plamki skutkuje większą precyzją podczas cięcia i większą gęstością optyczną (moc lasera na jednostkę powierzchni). Rozmiar plamki lasera CO2 może być nawet o 90% większy niż odpowiednika lasera światłowodowego.
Lasery światłowodowe mają opcję głowic tnących z zoomem lub bez zoomu. Głowice zmiennoogniskowe umożliwiają regulację średnicy plamki ostrości, a tym samym szczeliny. Oznacza to, że przy tej samej mocy lasera można ciąć grubsze arkusze. Maszyny CO2 używają różnych głowic i soczewek, aby uzyskać różne rozmiary plamek.
Ewolucja technologii cięcia laserowego
Lasery CO2 są używane do cięcia blach od lat 70. XX wieku i przez lata znacznie się rozwinęły, dominując w branży. Jednak szybki rozwój laserów światłowodowych radykalnie zmienił proces cięcia blach.
Dzięki zaletom laserów światłowodowych będą się one rozwijać w ciągu najbliższych kilku lat i staną się coraz bardziej popularne w zastosowaniach przemysłowych.
Jakie aplikacje można ciąć laserem światłowodowym i CO2?
Jak wspomniano wcześniej, lasery CO2 istnieją dłużej niż lasery światłowodowe i dlatego zdominowały rynek. Jednak wraz z rozwojem laserów światłowodowych coraz więcej firm decyduje się na zamianę swoich maszyn CO2 na laser światłowodowy.
Wcześniej lasery CO2 były wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym, produkcji żywności, produkcji podzespołów elektronicznych, cięciu tkanin i materiałów budowlanych. Jednak nastąpił szybki wzrost popularności laserów światłowodowych stosowanych w przemyśle medycznym, lotniczym, motoryzacyjnym i elektronicznym ze względu na ich duże prędkości cięcia, doskonałą jakość cięcia i wysoką precyzję.
Wybór materiału
Zarówno lasery CO2, jak i światłowodowe mogą ciąć stal nierdzewną i miękką, zapewniając dobrą jakość cięcia. Podczas cięcia metali zaleca się stosowanie lasera światłowodowego z falą ciągłą (CW), aby uzyskać najlepsze wyniki pod względem jakości cięcia i prędkości cięcia ze względu na wyższą moc średnią.
Lasery światłowodowe znacznie lepiej radzą sobie z cięciem metali o wysokim współczynniku odbicia, takich jak miedź i mosiądz. W przypadku laserów CO2 większość wiązki laserowej jest odbijana (ze względu na długość fali) z powrotem od materiału, co może spowodować znaczne uszkodzenie elementów optycznych w głowicy tnącej, dlatego chociaż możliwe jest cięcie aluminium za pomocą lasera CO2, znacznie skróci to żywotność materiałów eksploatacyjnych.
Stal nierdzewną pokrytą tworzywem sztucznym można ciąć obydwoma rodzajami lasera. Wiązka lasera CO2 jest pochłaniana przez powłokę z tworzywa sztucznego, dlatego wymagane jest tylko jedno przejście cięcia. Podczas gdy laser światłowodowy może przeciąć powłokę z tworzywa sztucznego i metal w jednym przejściu, absorpcja przez tworzywo sztuczne jest słaba, co powoduje powstawanie żużlu na spodniej stronie cięcia, co w zależności od zastosowania może być dopuszczalne lub nie. Aby uzyskać najlepsze wyniki cięcia, wymagane są dwa przejścia: pierwszy do stopienia plastikowej powłoki i drugi do zakończenia cięcia. To oczywiście wydłuża ogólny czas cięcia.
Jednak nawet w przypadku laserów CO2, szczególnie w przypadku grubszych blach, wymagane są dwie ścieżki cięcia, jak w przypadku lasera światłowodowego. Dzieje się tak, ponieważ podczas przebijania gaz pomocniczy może zostać uwięziony pod powłoką, powodując tworzenie się pęcherzyków wokół głowicy.
Mniejsza długość fali lasera światłowodowego oznacza, że nie mieści się on w zakresie absorpcji materiałów niemetalicznych (tj. tekstyliów, drewna, kamienia itp.). Jeśli wymagane jest cięcie niemetali, zaleca się użycie lasera CO2.
Jakie materiały można ciąć każdym typem lasera?
| Materiał | Laser Fiber | Laser CO2 |
|---|---|---|
| Stal nierdzewna | ✓ | ✓ |
| Powlekana stal nierdzewna | ✓ | ✓ |
| Stal miękka | ✓ | ✓ |
| Aluminium | ✓ | ✓ |
| Miedź | ✓ | |
| Mosiądz | ✓ | |
| Tekstylia | ✓ | |
| Drewno | ✓ | |
| Kamień | ✓ | |
| Tworzywa sztuczne | ✓ |
Cechowanie
Jeśli chodzi o znakowanie metalu, najlepszym rozwiązaniem jest laser światłowodowy. Niezwykle mała średnica plamki zwiększa intensywność lasera; dzięki temu jest w stanie znakować bardzo drobne szczegóły na częściach z doskonałą precyzją.
Oznacza to, że jest to doskonały wybór do śledzenia produktów i celów identyfikacji dzięki znakowaniu numerów seryjnych, kodów kreskowych i matryc danych na częściach metalowych.
Lasery CO2 są lepszym rozwiązaniem do znakowania materiałów niemetalicznych, takich jak drewno, szkło, tekstylia i tworzywa sztuczne.
Zakres cięcia
Zakres cięcia lasera zależy od źródła zasilania: im wyższa moc, tym grubszy arkusz, który można ciąć. Tabela poniżej przedstawia standardowy zakres cięcia dla różnych mocy lasera zarówno dla laserów światłowodowych, jak i CO2.
Główną różnicą pomiędzy tymi dwiema technologiami jest cięcie aluminium. Przy tej samej mocy lasera maksymalna grubość arkusza lasera CO2 jest o około jedną trzecią mniejsza niż lasera światłowodowego (należy zauważyć, że lasery CO2 powyżej 6 kW są rzadkie). Możliwe jest cięcie blach grubszych niż podane poniżej, jednak powtarzalność i jakość cięcia są znacznie obniżone.
Zakres cięcia
| 4 kW | 6kW | 10kW | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Zakres grubości | Fiber | CO2 | Fiber | CO2 | Fiber | CO2 | |
| Stal węglowa mm (O2) | 20 | 20 | 25 | 25 | 25 | nie jest powsze- chnie powszechnie dostępny |
|
| Stal nierdzewna mm (N2) | 15 | 15 | 25 | 25 | 30 | ||
| Aluminium mm (N2) | 15 | 10 | 25 | 15 | 30 | ||
Jeśli istnieje potrzeba cięcia cieńszego materiału (< 8 mm), laser światłowodowy jest idealnym wyborem, ponieważ może oferować znacznie wyższe prędkości cięcia niż laser CO2 i doskonałą jakość cięcia (minimalne żużel i regularne prążki na ciętej krawędzi).
Jeśli potrzeba ciąć tylko grubsze materiały, laser CO2 może być lepszym rozwiązaniem ze względu na szybsze przebijanie i większe prędkości cięcia przy jednoczesnym zapewnieniu gładszego wykończenia powierzchni.
Nie należy całkowicie wykluczać laserów światłowodowych do cięcia grubych płyt, ponieważ przy starannym wyważeniu parametrów cięcia (prędkość, położenie ogniska, ciśnienie gazu itp.) można uzyskać dobrą jakość cięcia przy minimalnym żużlu i regularnych prążkach na ciętej krawędzi.
Możliwe, że dla grubości blachy powyżej 10 mm, maszyna plazmowa może być lepsza niż laser CO2. Maszyna plazmowa będzie w stanie szybciej ciąć stal miękką o grubości 10 mm i uzyskać gładszą krawędź cięcia.
Jeśli jednak wymagane są małe otwory/drobne cechy, preferowany jest laser. Ponadto podczas cięcia stali nierdzewnej lub aluminium maszyna laserowa zawsze zapewnia lepsze wyniki.
Głowica do cięcia laserem światłowodowym 1 mm stali nierdzewnej
Jakość krawędzi: Jak wypadają obie wycinarki laserowe?
Ogólnie rzecz biorąc, większy rozmiar plamki laserów CO2 oznacza, że przy wszystkich grubościach arkusza są one w stanie uzyskać gładszą krawędź cięcia niż światłowód, a różnica może być bardziej wyraźna wraz ze wzrostem grubości arkusza.
W przypadku cieńszych arkuszy mniejszy rozmiar plamki lasera światłowodowego zapewnia wyższe prędkości cięcia i mniejsze nacięcia. Geometria powstałego czoła cięcia zwiększa absorpcję wiązki lasera światłowodowego. Wraz ze wzrostem grubości materiału geometria czoła cięcia zaczyna faworyzować długość fali lasera CO2.
Gdy wiązka lasera światłowodowego jest skierowana na grubsze materiały, może oddziaływać tylko na górną część ciętego materiału. Wiązka jest następnie wielokrotnie odbijana, aby dotrzeć do dolnej powierzchni, powodując bardziej chropowatą powierzchnię z drobnymi prążkami. Co więcej, mały rozmiar szczeliny oznacza, że wymagane są wyższe ciśnienia gazu wspomagającego, aby zapewnić skuteczne wyrzucanie stopionego materiału, co przyczynia się do nieco bardziej chropowatej krawędzi.
Poniższe obrazy porównują krawędź cięcia próbek ciętych laserem CO2 o mocy 6 kW, laserem światłowodowym o mocy 6 kW i maszyną plazmową 170 A.
Stal nierdzewna 5 mm
5mm stal nierdzewna - laser CO2
5mm stal nierdzewna - laser FIBER
5mm stal nierdzewna - Plazma
Stal nierdzewna 10 mm
10mm stal nierdzewna - laser CO2
10mm stal nierdzewna - laser FIBER
10mm stal nierdzewna - Plazma
Stal nierdzewna 15 mm
15mm stal nierdzewna - laser CO2
15mm stal nierdzewna - laser FIBER
15mm stal nierdzewna - Plazma
Stal miękka 5 mm
5mm stal miękka - laser CO2
5mm stal miękka - laser FIBER
5mm stal miękka - Plazma
Stal miękka 10 mm
10mm stal miękka - laser CO2
10mm stal miękka - laser FIBER
10mm stal miękka - Plazma
Stal miękka 15 mm
15mm stal miękka - laser CO2
15mm stal miękka - laser FIBER
15mm stal miękka - Plazma
Szybkość cięcia: Która technologia tnie szybciej?
Lasery światłowodowe są znacznie szybsze w cięciu cienkich blach (< 8 mm) niż lasery CO2, szczególnie przy cięciu stali nierdzewnej. W przypadku 1 mm laser światłowodowy może ciąć z prędkością do 6 razy większą niż laser CO2. Różnica zmniejsza się do około 2 razy szybciej dla arkusza o grubości 5 mm.
Zwiększenie mocy źródła lasera o zaledwie 2 kW może zwiększyć prędkość cięcia o 2-3 razy w przypadku cienkich blach. Wraz ze wzrostem grubości arkusza (przy tej samej mocy lasera), lasery CO2 są w stanie dorównać i przewyższyć prędkości cięcia laserem światłowodowym. Jednak przewaga szybkości jest niewielka w porównaniu z różnicą dla cieńszych arkuszy.
Lasery CO2 o dużej mocy (powyżej 6 kW) są mniej popularne niż lasery światłowodowe o większej mocy. Oznacza to, że w przypadku maszyn o dużej mocy lasery światłowodowe są w stanie osiągnąć szybsze prędkości cięcia dla wszystkich grubości blach.
Optymalna prędkość cięcia nie zawsze jest najszybsza, ponieważ bardziej wydajne i opłacalne może być ustalanie priorytetów dotyczących trwałości materiałów eksploatacyjnych i zużycia gazu.
W poniższej tabeli przedstawiono porównanie prędkości cięcia użytych do cięcia próbek pokazanych powyżej. Poniższe dane dotyczą laserów o mocy 6 kW i plazmy 170A.
Prędkość cięcia
| Materiał i grubość | 6kW Fiber Prędkość (m/min) |
6kW CO2 Prędkość (m/min) |
Plazma Prędkość (m/min) |
|---|---|---|---|
| Stal nierdzewna 5mm | 6 | 2.7 | 2.69 |
| Stal nierdzewna 10mm | 1.3 | 1.5 | 1.61 |
| Stal nierdzewna 15mm | 0.9 | 0.75 | 1.23 |
| Stal miękka 5mm | 4.2 | 4.2 | 2.32 |
| Stal miękka 10mm | 2 | 2.4 | 2.68 |
| Stal miękka 15mm | 1.2 | 1.75 | 2.27 |
Porównując prędkości cięcia, należy pamiętać, że podawane prędkości często dotyczą cięcia w linii prostej, dlatego w przypadku skomplikowanych profili prędkość będzie niższa.
Dodatkowo, podczas cięcia gniazd, maszyna będzie spędzać więcej czasu na wykonywaniu ruchów poprzecznych między profilami niż na rzeczywistym cięciu, dlatego przyspieszenie i spowolnienie maszyny musi być również brane pod uwagę przy zakupie każdego typu maszyny.
Koszty inwestycji: Która maszyna ma najwyższy koszt zakupu?
Koszt zakupu dowolnej maszyny laserowej zależy od wielu czynników, takich jak:
- Moc lasera
- Obszar cięcia
- Poziomy automatyzacji
Przemysłowy, używany system laserowy CO2 może kosztować około 800 000 złotych i więcej.
Nowa przemysłowa laserowa maszyna światłowodowa może kosztować od 1 500 000 do 3 000 000 złotych, a czasami nawet do pięciu milionów złotych. Jednak technologia laserów na ciele stałym staje się coraz bardziej popularna, a tym samym koszty systemów laserowych maleją.
Nowy laser CO2 również będzie kosztował mniej więcej tyle samo, jednak ceny źródła lasera CO2 pozostają w stagnacji.
Jakich kosztów utrzymania i eksploatacji należy się spodziewać?
Konserwacja
Lasery światłowodowe mają znacznie mniejsze wymagania konserwacyjne niż ich odpowiedniki CO2. Główna różnica wynika z systemu dostarczania wiązki laserowej.
Lasery światłowodowe mają konfigurację monolityczną, w której wiązka lasera jest dostarczana do głowicy tnącej za pomocą kabla światłowodowego.
Oznacza to, że ścieżka optyczna jest całkowicie chroniona przed zanieczyszczeniami. Dwa główne materiały eksploatacyjne lasera światłowodowego to dysza miedziana (to samo dotyczy laserów CO2) i szkiełko ochronne.
Lasery CO2 wykorzystują zwierciadła gnące zawarte w osłonach harmonijkowych (czasami wypełnione azotem), aby dostarczyć wiązkę do głowicy tnącej.
Lustra i osłony harmonijkowe z czasem ulegają zabrudzeniu i będą wymagały regularnego czyszczenia/wymiany, aby zapobiec spadkowi wydajności cięcia. Powtarzalny ruch maszyny powoduje z czasem dziury w osłonach.
Biorąc pod uwagę, że system dostarczania wiązki jest bardziej narażony na działanie środowiska (temperatura, wilgoć itp.) niż lasery światłowodowe, lasery CO2 doświadczają wyższych poziomów zmienności jakości i mocy lasera.
Ciepło lasera często powoduje zniekształcenie luster, zmniejszając moc dostarczaną do głowicy tnącej, co prowadzi do niewspółosiowości wiązki laserowej. Może to wymagać zmian parametrów cięcia w celu przeciwdziałania tej zmienności, co może być procesem terminowym.
Główny i najbardziej kosztowny problem związany z laserami CO2 występuje, gdy wiązka lasera jest odbijana z powrotem w dół systemu dostarczania wiązki, powodując uszkodzenie drogiego oscylatora.
Konserwacja głowicy lasera CO2 może zająć od 4 do 5 godzin tygodniowo, w porównaniu do mniej niż pół godziny tygodniowo w przypadku lasera światłowodowego.
Wyrównanie wiązki laserowej jest ważne, aby zapewnić równomierne wykończenie cięcia ze wszystkich stron profilu (zdjęcie poniżej pokazuje efekt niewłaściwie ustawionej wiązki).
Wpływ źle ustawionej wiązki laserowej na cięcie metalu
Najczęstszą przyczyną niewspółosiowości jest kolizja między głowicą tnącą a przechyloną częścią i może się to zdarzyć w przypadku systemów lasera CO2 i lasera światłowodowego.
Korekcja niewspółosiowości jest zarówno bardziej skomplikowana, jak i czasochłonna w przypadku laserów CO2 ze względu na charakter systemu dostarczania wiązki, który zwykle zawiera co najmniej trzy lustra.
W przypadku laserów światłowodowych regulacja wymaga tylko jednej soczewki.
Firma GJG SYSTEM oferuje kompleksowe rozwiązania w zakresie akcesoriów do procesu cięcia blach, jak również rur, profili czy innych elementów. Podzespoły takie jak dysze do Trumpf, dysze do Bystronic czy dysze do Precitec znajdują się na naszym magazynie we Wrocławiu.
Optyka do wycinarek laserowych taka jak szkła ochronne i soczewki Trumpf, szkła ochronne i soczewki Precitec oraz szkła ochronne i soczewki Bystronic również jest dostępna „od ręki” z naszego magazynu.
Gaz pomocniczy
Mniejszy rozmiar plamki i wynikająca z tego wąska szerokość szczeliny oznacza, że w celu skutecznego wyrzucenia stopionego materiału z cięcia, laser światłowodowy wymaga wysokiego ciśnienia gazu.
Jednak staranne wyważenie parametrów cięcia (tj. prędkości cięcia i położenia ogniska) wraz z ciśnieniem gazu i rozmiarem dyszy pozwala zminimalizować zużycie gazu.
Poniższa tabela pokazuje ciśnienie gazu i rozmiar dyszy użytej do cięcia próbek pokazanych powyżej oraz koszt przy użyciu lasera światłowodowego i CO2 o mocy 6 kW.
Zużycie gazu dla różnych technologii cięcia laserowego
| Dysza (mm) |
Ciśnienie gazu (bar) |
Zużycie gazu (m³/h) |
Koszt (PLN/h) przy ciągłym cięciu | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Materiał i grubość | Fiber | CO 2 | Fiber | CO 2 | Fiber | CO 2 | Fiber | CO 2 | |
| Stal nierdzewna 5 mm | 2.5 | 2.3 | 18 | 12 | 64.79 | 38.21 | 350 | 190 | |
| Stal nierdzewna 10 mm | 3.5 | 2.7 | 17.5 | 22 | 125.87 | 93.11 | 675 | 499 | |
| Stal nierdzewna 15 mm | 5 | 2.7 | 13 | 23 | 194.43 | 97.16 | 1042 | 520.50 | |
| Stal miękka 5 mm | 1.0 | 0.8 | 0.4 | 0.7 | 0.78 | 0.61 | 2.50 | 1.93 | |
| Stal miękka 10 mm | 1.5 | 1.2 | 0.4 | 0.7 | 0.76 | 1.37 | 5.55 | 4.30 | |
| Stal miękka 15 mm | 1.5 | 1.4 | 0.44 | 0.6 | 1.95 | 1.75 | 6.20 | 5.55 | |
Podsumowując, laser światłowodowy zużywa średnio około 40% więcej azotu na godzinę niż laser CO2 podczas cięcia stali nierdzewnej i około 20% więcej tlenu podczas cięcia stali miękkiej.
Koszty energii elektrycznej
Jeśli chodzi o koszty energii elektrycznej, lasery światłowodowe są znacznie tańsze i bardziej przyjazne dla środowiska niż lasery CO2.
Lasery CO2 mają sprawność około 10%, dlatego do zasilania lasera o mocy 6 kW potrzebny jest zasilacz o mocy 60 kW, podczas gdy wycinarka światłowodowa ma sprawność około 45% (może być do 50%), więc potrzebne jest tylko zasilanie 13 kW.
Oczywiście wraz ze wzrostem mocy lasera rosną koszty energii elektrycznej maszyny ze względu na potrzebę zastosowania większego agregatu chłodniczego. Jednak przy tej samej mocy agregat do lasera CO2 będzie miał wyższe koszty energii elektrycznej.
Wymagania elektryczne systemu ekstrakcji będą zależeć od wymaganej wielkości: wraz ze wzrostem mocy lasera rośnie również wymagany system ekstrakcji. Dodatkowo, wraz ze wzrostem powierzchni stołu do cięcia, rośnie zapotrzebowanie na moc systemu filtracji.
Ogólnie rzecz biorąc, znacznie obniżone koszty energii elektrycznej przez laser światłowodowy mogą skutkować ogromnymi oszczędnościami w zastosowaniach związanych z cięciem.
Jaki jest całkowity koszt posiadania obu technologii?
Całkowity koszt posiadania obejmuje wszystkie bezpośrednie i pośrednie koszty posiadania urządzenia laserowego.
Podczas gdy koszty nabycia maszyny do cięcia laserem światłowodowym jest wyższy, znacznie większe prędkości cięcia (dla cieńszych materiałów) zwiększą wydajność, co w połączeniu z oszczędnością energii skutkuje niskim kosztem jednostkowym.
Wydajność można dodatkowo poprawić dzięki wyższym poziomom automatyzacji.
Automatyzacja zarówno laserów CO2, jak i laserów światłowodowych może mieć formę „operacji pełnego wyłączenia światła”, a także automatycznej wymiany dysz i autofokusa obiektywu, co eliminuje potrzebę ręcznych interwencji, a także skraca czas bezczynności maszyny.
Podczas gdy zwiększona automatyzacja znacznie podniesie koszt zakupu systemu laserowego, wzrost wydajności w połączeniu ze skróceniem niepożądanych przestojów maszyn spowodowanych błędami ludzkimi może obniżyć całkowity koszt posiadania.
Która maszyna zajmie mniej miejsca na hali produkcyjnej?
Powierzchnia podstawy maszyny będzie w dużej mierze zależeć od rozmiaru stołu tnącego i stołów wahadłowych. Jednak porównując systemy laserowe, lasery światłowodowe zajmują mniej miejsca niż lasery CO2.
Przy tej samej mocy lasera powierzchnia przekroju poprzecznego lasera CO2 może być około 3 razy większa i 4 razy większa od pod kątem wymaganej objętości.
Dodatkowo, ze względu na zmniejszoną wydajność elektryczną laserów CO2, odpowiedni agregat chłodniczy ma również większą powierzchnię niż odpowiednik lasera światłowodowego.
Bezpieczeństwo: która technologia jest bezpieczniejsza w użyciu?
Światło laserowe (zarówno bezpośrednie, jak i odbite) może spowodować znaczne uszkodzenia zarówno skóry, jak i oczu.
Typy laserów są podzielone na różne kategorie w oparciu o ich potencjał powodowania uszkodzeń oczu i skóry. Zgodnie z prawem wszystkie maszyny laserowe będą musiały mieć etykietę wyraźnie określającą ich klasę. Odwołaj się do normy BS EN 60825-1 (IEC 60825-1) w celu uzyskania dokładnych definicji klas laserów i wskazań granic dostępnego promieniowania. Można je krótko zdefiniować jako:
Klasa 1 - „Systemy laserowe, które są bezpieczne w normalnej eksploatacji, nawet przy długotrwałej bezpośredniej obserwacji wiązki laserowej, a nawet jeśli narażenie następuje w połączeniu z instrumentami optycznymi (lupy lub teleskopy).”
Klasa 2M - „Systemy laserowe emitujące promieniowanie widzialne, które jest bezpieczne dla gołego oka tylko w przypadku krótkotrwałego narażenia. Uraz oka może być spowodowany narażeniem przez ogniskujące przyrządy optyczne (lupy, teleskopy, mikroskop itp.).”
Klasa 4 - „Systemy laserowe, dla których bezpośrednie patrzenie na wiązkę i ekspozycję skóry stanowi zagrożenie i dla których nawet oglądanie rozproszonych odbić może być niebezpieczne. Te lasery również często stwarzają zagrożenie pożarowe”.
Same lasery światłowodowe, ze względu na swoją długość fali, należą do klasy 4. Jednak większość systemów cięcia laserowego należy do klasy 1. Dzieje się tak, ponieważ źródło lasera jest w pełni osłonięte szeregiem środków bezpieczeństwa, które zapobiegają potencjalnym obrażeniom skóry i oczu. Te środki bezpieczeństwa obejmują:
- Blokady - uniemożliwiają działanie lasera, jeśli laser nie jest już w pełni osłonięty, tj. drzwi są otwarte
- Szkło bezpieczeństwa - służy do tego, aby operator mógł widzieć obszar cięcia, jednocześnie chroniąc go przed wiązką lasera. Najczęściej używany jest plastik; jednak gęstość optyczna musi być dostosowana do źródła lasera. Dokładne wymagania dotyczące szkła będą zależeć od mocy, ogniskowej, średnicy wiązki w soczewce i odległości obserwacji.
Maszyny laserowe CO2 mogą mieć otwarte dachy, ponieważ nawet jeśli wiązka jest odbijana od powierzchni, wiązka jest silnie rozproszona, dlatego nie powoduje poważnych szkód. Szkło bezpieczeństwa może być oknem półprzezroczystym i jest znacznie tańsze niż okno wymagane przez laser światłowodowy.
Przy zakupie lasera światłowodowego ważne jest, aby zarówno źródło lasera, jak i urządzenie posiadały pełny certyfikat CE.
Obudowa wycinarki laserowej chroniąca przed uszkodzeniem siatkówki
Ekstrakcja oparów
Oba typy lasera będą generować opary i cząstki podczas procesu cięcia. Mogą one nie tylko powodować uszkodzenia elementów maszyny i elektroniki, zmniejszając wydajność cięcia, ale są również niezwykle szkodliwe dla ludzi. Dokładne wymagania systemu będą zależeć od szeregu czynników, takich jak moc lasera i rozmiar stołu do cięcia.
Czynnikiem decydującym o rodzaju i ilości emitowanych oparów nie jest typ lasera, ale cięty materiał. Cięcie tworzyw sztucznych i innych materiałów palnych spowoduje powstanie wysoce toksycznych oparów, podczas gdy metale będą wytwarzać drobne cząstki.
Hałas
Większość hałasu wytwarzanego przez maszynę do cięcia laserowego jest spowodowana ruchem maszyny, a nie źródłem lasera.
Podczas cięcia grubszych materiałów gaz wspomagający wytwarza zwiększoną ilość hałasu, w szczególności podczas cięcia azotem, ze względu na wysokie ciśnienia. Ogólnie jednak w przypadku maszyn zgodnych z normami nie jest wymagana ochrona słuchu.
Podsumowanie
Mimo że lasery CO2 są starszą i potencjalnie podupadającą technologią, nadal stanowią doskonały wybór, szczególnie do cięcia niemetali.
Jednak przewaga prędkości (do pięciu razy większa) przy cienkich materiałach (< 8 mm), 50% niższe koszty operacyjne i wyższa wydajność, zyski finansowe, które można osiągnąć za pomocą laserów światłowodowych, skłaniają do zakupu laserów fiber.
Zapraszamy do kontaktu!
Firma GJG SYSTEM oferuje części do wycinarek laserowych CO2 i Fiber takich producentów jak: TRUMPF, BYSTRONIC, PRECITEC, ADIGE BLM, AMADA, MAZAK, KIMLA, ECKERT, LVD, MITSUBISHI, PRIMA POWER, SALVAGNINI i innych. Zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą szkiełek ochronnych oraz dysz miedzianych i porcelanek.
Można skontaktować się z nami drogą telefoniczną lub mailową:
Podobne artykuły
