Полезные статьи и материалы

Преимущества оптоволоконных лазеров перед CO₂ лазерами: что выбрать?

23 сентября 2024
4 мин.
На протяжении многих лет CO2-лазеры считались стандартом в сфере лазерной резки металлов и других материалов. Однако, с развитием технологий оптоволоконные лазеры становятся все более популярными благодаря их ряду преимуществ, таких как высокая эффективность, долговечность и универсальность.

В этой статье мы подробно рассмотрим, какие преимущества дают оптоволоконные лазеры по сравнению с CO2-лазерами, и какие факторы стоит учитывать при выборе оборудования для вашего производства.
Принцип работы CO2-лазеров и оптоволоконных лазеров
1. Принцип работы CO2-лазеров
CO2-лазеры работают на основе электрического разряда, который возбуждает молекулы углекислого газа (CO2), что вызывает излучение инфракрасного света с длиной волны около 10,6 мкм. Этот тип лазеров применяется не только для резки металлов, но и для работы с различными неметаллическими материалами, такими как дерево, пластик и текстиль.
Особенности CO2-лазеров:
  • Могут работать с широким спектром материалов, включая неметаллы.
  • Имеют относительно низкую стоимость по сравнению с оптоволоконными лазерами.
  • Могут использоваться для глубокой резки толстых металлических заготовок при установке высокой мощности.
Однако у CO2-лазеров есть и недостатки:
  • Большие эксплуатационные затраты, так как они требуют регулярного обслуживания и замены элементов.
  • Низкая эффективность при работе с тонкими металлами и неметаллическими материалами.
  • Потребляют больше электроэнергии, что увеличивает операционные расходы.
2. Принцип работы оптоволоконных лазеров
Оптоволоконные лазеры работают на основе активного оптического волокна, обычно легированного редкоземельными элементами, такими как иттрий, эрбий или тербий. Лазерное излучение генерируется путем накачки светом, который усиливается в волоконном световоде и передается через оптическое волокно.
Особенности оптоволоконных лазеров:
  • Высокая эффективность передачи энергии благодаря оптическому волокну.
  • Лазеры имеют меньшие размеры и занимают меньше места.
  • Не требуют дорогостоящего обслуживания, так как отсутствуют подвижные части и зеркала.
  • Большая стабильность и длительный срок службы (до 100 000 часов работы).
Оптоволоконные лазеры стали лидерами в обработке тонких металлов, особенно для высокоточных и массовых производственных операций, таких как автомобильная и авиационная промышленность.
Преимущества оптоволоконных лазеров перед CO2-лазерами
1. Эффективность и скорость резки
Одним из основных преимуществ оптоволоконных лазеров является их высокая скорость резки, особенно при обработке тонких металлических листов. Благодаря более короткой длине волны (1,06 мкм), оптоволоконные лазеры лучше фокусируют излучение, что позволяет быстрее и точнее резать материал. Это особенно важно для производств, где требуется высокая производительность и минимальное количество брака.
Сравнение по скорости:
  • Оптоволоконные лазеры примерно в два раза быстрее справляются с резкой тонких металлов (до 5 мм), чем CO2-лазеры.
  • При резке толстых материалов (более 10 мм) разница в скорости становится менее значительной, но оптоволоконные лазеры все равно показывают большую эффективность.
2. Экономичность
Оптоволоконные лазеры выигрывают в экономичности по нескольким параметрам:
  • Энергопотребление. Они потребляют на 30-50% меньше электроэнергии, чем CO2-лазеры, что делает их более выгодными для длительного использования.
  • Минимальные эксплуатационные затраты. В отличие от CO2-лазеров, которые требуют регулярного обслуживания, замены зеркал и перезарядки газовой смеси, оптоволоконные лазеры практически не нуждаются в обслуживании. Это значительно снижает затраты на содержание оборудования.
  • Долговечность. Оптоволоконные лазеры рассчитаны на продолжительную эксплуатацию с минимальными потерями мощности, что делает их идеальным выбором для высоконагруженных производств.
3. Качество резки и универсальность
Оптоволоконные лазеры лучше справляются с резкой отражающих материалов, таких как медь, латунь и алюминий, чем CO2-лазеры. Это связано с тем, что у CO2-лазеров более длинная длина волны, которая отражается от поверхности этих металлов, что может привести к потере мощности и нестабильности процесса резки.
Оптоволоконные лазеры также обеспечивают:
  • Высокую точность благодаря более узкому фокусу луча.
  • Чистоту реза, что позволяет избежать необходимости последующей обработки деталей.
  • Универсальность в работе с разными типами металлов без необходимости перенастройки оборудования.
4. Долговечность и надежность
Оптоволоконные лазеры известны своей долговечностью. Средний срок службы активного волокна составляет до 100 000 часов, что значительно превышает срок службы CO2-лазеров, у которых время работы ограничено 20 000-30 000 часами. Это делает оптоволоконные лазеры более надежными для длительного использования.
Кроме того, оптоволоконные лазеры менее чувствительны к внешним воздействиям и изменениям условий окружающей среды, таким как температура и влажность, что делает их идеальными для работы в различных производственных условиях.
Как сделать выбор: CO2 или оптоволоконный лазер?
Когда выбрать CO2-лазер?
CO2-лазеры подойдут для тех, кто работает с широким спектром материалов, особенно если требуется резка не только металлов, но и таких материалов, как дерево, пластик или акрил. Они также являются хорошим выбором для предприятий с ограниченным бюджетом, так как их стоимость может быть ниже, чем у оптоволоконных лазеров.
 
Когда выбрать оптоволоконный лазер?
Оптоволоконные лазеры — это лучший выбор для предприятий, ориентированных на высокоточную и быструю резку металлов, особенно в массовом производстве. Они обладают высокой эффективностью, низкими эксплуатационными затратами и долгим сроком службы, что делает их выгодными для долгосрочных инвестиций.
Если ваше производство связано с резкой металлов, таких как сталь, медь, латунь или алюминий, оптоволоконный лазер будет более продуктивным и экономичным выбором.
Выбор между CO2-лазером и оптоволоконным лазером зависит от конкретных задач вашего бизнеса. Если ваша цель — работа с различными материалами, и вы ищете бюджетное решение, CO2-лазеры могут стать хорошим вариантом. Однако если вы хотите высокую скорость, точность и долгосрочную экономию, оптоволоконный лазер будет лучшим выбором.


Оценивайте потребности вашего производства, возможности бюджета и долгосрочные цели, чтобы принять правильное решение, которое обеспечит ваш бизнес эффективностью и конкурентоспособностью на рынке.
Если вам понравилась статья, поделитесь в социальных сетях: