Faserlaserschneiden vs. CO2-Laserschneiden

Optisches Laserschneiden und CO2-Laserschneiden, welche Schneidmethode ist besser? Dies war schon immer ein Diskussionsthema in der Fertigungsindustrie. Vielleicht haben sie beim Schneiden von Materialien ähnliche Grundfunktionen, aber es gibt erhebliche Unterschiede in Technologie, Leistung und beim Schneiden bestimmter Materialien und spezieller Anwendungen. In diesem Artikel werden die Funktionsprinzipien sowie die Vor- und Nachteile der beiden Laserschneidmethoden erläutert. Das Verständnis der folgenden Kenntnisse kann Ihnen bei der Auswahl eines Faserlaser-Schneidemaschine oder ein CO2-Laserschneidmaschine.

Was ist Faserlaserschneiden?

Faserlaserschneiden ist ein Schneidverfahren, das Hochleistungs-Faserlasergene zum Schneiden von Metall verwendet. Der Glasfaserlasergenerator verwendet leistungsstarke Glasfaserkomponenten, um sich auf die Übertragung starker Strahlen zu konzentrieren. Dieser Laserstrahl kann die Metalloberfläche leicht schmelzen und Metallplatten mit unterschiedlichen Dicken präzise schneiden.

Das Arbeitsprinzip des Glasfaserlaserschneidens

Das Arbeitsprinzip des Faserlaserschneidens basiert auf dem vom Faserlasergenerator erzeugten Laserstrahl. Der Laserstrahl wird auf die Metalloberfläche ausgerichtet, und die Metalloberfläche erwärmt sich, schmilzt, verdampft oder brennt und hinterlässt einen sauberen Einschnitt. Der Faserlasergenerator erzeugt einen Laserstrahl, der aus dem Verstärkungsmedium, dem optischen Resonanzhohlraum und der Pumpquelle besteht.
Der optische Resonanzraum besteht aus zwei Reflektoren. Es reflektiert den Laserstrahl durch das Verstärkungsmedium hin und her, vergrößert die Laserenergie und überträgt sie an den CNC-gesteuerten Schneidkopf. Im Schneidkopf wird der Laser vom Ende des Faserkabels aus gestartet und der Laserstrahl durch eine Reihe fokussierter Linsen auf einen kleinen Bereich auf der Materialoberfläche konzentriert, wodurch ein präzises und sauberes Schneiden erreicht wird.

Vorteile des Glasfaserlaserschneidens

Der Hauptvorteil des Schneidens von Tablettmetallen mit Glasfaserlasertechnologie ergibt sich aus seiner einzelnen, kompakten, Faser-zu-Faser-Designkonfiguration. Die Konfiguration muss nicht häufig gewartet werden, und die Betriebskosten sind niedriger als bei ähnlichen CO2-Lasergeneratoren. Im Folgenden sind weitere Vorteile des Glasfaserlaserschneidens aufgeführt:

Hohe Geschwindigkeit: Die Schnittgeschwindigkeit des Faserlaserstrahls ist sehr hoch und beim Schneiden dünner Materialien sehr vorteilhaft. Beim Schneiden von 1 mm dickem Edelstahl ist die Schneidgeschwindigkeit des Faserlasers fast dreimal höher als die des CO2-Laserschneidens. Sie können schneller mit normalen Teilen umgehen, um die Möglichkeit zu haben, zusätzliche Arbeitskräfte zu tragen, was einer weiteren Steigerung von Umsatz und Gewinn zuträglich ist.
Hohe Präzision: Hohe Präzision ist einer der größten Vorteile des Glasfaserschneidens. Sie können alle komplexen Designobjekte fein schneiden, um Ihnen kleinere Schnitteinschnitte und eine stabilere Leistung zu bieten. Es eignet sich für alle Branchen wie Medizin, Luft- und Raumfahrt und Autos, die Wert auf Genauigkeit legen.
Energieeffizienz: Die elektrische Umwandlungseffizienz des Faserlasergenerators ist etwa 30% höher als bei anderen Schneidmethoden. Diese hohe Leistungseffizienz führt dazu, dass die Nutzungsleistung des optischen Faserlasergenerators deutlich niedriger ist als die des CO2-Lasergenerators. Dies bedeutet, dass Sie mit weniger Energie mehr erreichen können.
Einfache Wartung: Eine Faserlaserschneidmaschine ist eine Wartungsmaschine mit langer Lebensdauer. Darüber hinaus gibt es im Faserlasergenerator keine beweglichen Teile oder Reflexspiegel. Sie müssen keine Wartung des Strahlengangs durchführen, Reflexspiegel oder Linsen reinigen usw., was den erforderlichen Wartungsaufwand und die mit der Wartung verbundenen Kosten erheblich reduziert.
Multifunktional: Faserlaserschneiden eignet sich gut zum Schneiden einer Vielzahl von Metallmaterialien wie Kupfer, Kohlenstoffstahl, Edelstahl und Aluminium. Diese Multifunktionalität macht es zu einer idealen Lösung für verschiedene Branchen, darunter die Luft- und Raumfahrt, die Automobilelektronik und die Medizinbranche.
Kleine Fläche: Die Fläche der Maschine hängt weitgehend von der Größe des Schneidbetts und der verwendeten Werkbank ab. Bei gleicher Laserleistung nimmt der Faserlasergenerator weniger Platz ein als andere Schneidmaschinen.

Nachteile des Glasfaserlaserschneidens

Das Faserlaserschneiden ist eine effiziente und präzise Schneidmethode, die im Vergleich zu anderen Schneidtechniken zahlreiche Vorteile bietet. Wie bei jeder anderen Technologie gibt es jedoch auch einige Nachteile, die berücksichtigt werden sollten, darunter:

Hohe Anschaffungskosten: Obwohl die Betriebskosten niedrig sind, sind die Investitionskosten für den Kauf von Faserlaser-Schneidmaschinen relativ hoch, was sie für kleine Unternehmen weniger geeignet macht. Da die Festkörperlaser-Technologie immer beliebter wird, sinken auch die Kosten für das Faserlaser-Schneidsystem, und der Preisabstand zu anderen Arten von Schneidemaschinen wird allmählich kleiner.
Hochreflektierendes Material: Die Faserlaser-Schneidemaschine hat einige Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Aluminium und Kupfer, und die Verwendung einer optischen Faserlaser-Schneidemaschine, die Reflexmetalle über einen längeren Zeitraum schneidet, führt zu bestimmten Schäden am Lasergenerator.
Energieverbrauch: Obwohl die Glasfaser-Laserschneidmaschine sehr leistungsstark ist, muss bei großen Schneidvorgängen viel Strom verbraucht werden, was zu hohen Energiekosten führt.
Lärm: Obwohl das Laserschneiden mit Glasfasern im Allgemeinen leiser ist als das Schneiden mit CO2-Lasern, entsteht beim Schneiden dennoch ein gewisser Lärm. Dies kann gewisse Auswirkungen auf die Gesundheit der Arbeitnehmer haben.
Tabak: Faserlaserschneiden erzeugt beim Schneiden Rauch und Partikel, die nicht nur Maschinenkomponenten und elektronische Geräte beschädigen und die Schneidleistung verringern, sondern auch die Gesundheit der Umwelt und des Personals beeinträchtigen.
Hilfsgas: Um die Schmelze effizient aus dem Schnitt zu sprühen, benötigt ein Glasfaserlaser Hilfsgas. Beim Schneiden von Edelstahl werden durchschnittlich etwa 401 TP3T Stickstoff pro Stunde verbraucht als beim CO 2 -Laser, und beim Schneiden von kohlenstoffarmem Stahl werden etwa 201 TP3T Sauerstoff verbraucht.

Was ist CO2-Laserschneiden?

Charakteristisch für den CO2-Lasergenerator ist die Verwendung von CO2-Gas als Verstärkungsmedium im Lasersystem. Die Resonanz mit CO2-Gas unter Hochgeschwindigkeit (Turbine oder Windturbine) verwendet eine Vielzahl von Methoden, um die Ionen von Lichtteilchen (normalerweise durch HF oder Gleichstrom stimuliert) zu spalten, wodurch die Lichtteilchen miteinander kollidieren und sich teilen größerer Abstand, dadurch kompletter Schnitt.

Arbeitsprinzip des CO2-Laserschneidens

Das Funktionsprinzip des CO2-Laserschneidens basiert auf dem CO2-Resonator zur Erzeugung eines Strahls. Die abdichtende Luftröhre mit einem Reflektor an beiden Enden bildet alle Säulen, die auf der CO2-Laserschneidmaschine basieren. Das Rohr ist mit einer Mischung aus Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserstoff, Sorbet und Sorbet gefüllt. Die Hochspannungsentladung durch das Rohr verursacht eine Kettenreaktion im Gasgemisch, um hochenergetische Laserstrahlen zu erzeugen. Der Strahl wird durch Reflexion und Fokussierung übertragen. Seine Methode ist die gleiche wie die einer Reihe von Linsen und Hochgeschwindigkeitsschneidgas mit einer Reihe von Linsen und Hochgeschwindigkeitsschneidgas.

Vorteile des CO2-Laserschneidens

Der CO2-Lasergenerator ist seit langem im Einsatz als der Faserlasergenerator und erobert allmählich die Marktdominanz. Dank seiner bekannten Vorteile wird der CO2-Lasergenerator in Branchen wie der Pharmaindustrie, der Lebensmittelproduktion, der Herstellung elektronischer Komponenten, dem Stoffschneiden und dem Schneiden von Baumaterialien eingesetzt.

Niedrige Investitionskosten: Im Vergleich zu anderen Laserschneidverfahren ist der Preis von CO2-Laserschneidmaschinen in der Regel niedrig. Dies liegt daran, dass die CO2-Laserschneidtechnologie eine lange Zeit hat und die meisten Marken in der Branche CO2-Maschinen herstellen können. Daher sind die benötigten Maschinen nicht so teuer wie andere Schneideverfahren.
Schnittdicke: Das Schneiden von dickem Material ist einer der Vorteile des CO2-Laserschneidens. Insbesondere wenn Material mit einer Dicke von über 5 mm geschnitten wird, sorgt der CO2-Lasergenerator für eine schnellere anfängliche Perforationszeit, einen schnelleren geraden Schnitt und eine glattere Oberflächenglätte.
Multifunktional: CO2-Laserschneiden kann umfangreiche Materialien schneiden, besonders geeignet zum Schneiden von nichtmetallischen Materialien, einschließlich Kunststoff, Textilien, Glas, Acryl und sogar Stein. Ihre relativ hohe Effizienz und gute Strahlqualität machen sie zu den am weitesten verbreiteten Lasergeneratortypen in der Industrie.
Hohe Qualität: Der CO2-Lasergenerator kann eine bessere Glätte und Kantenqualität bieten. Ohne Anpassungen können Sie nichtmetallische und andere Verbundwerkstoffe verarbeiten.
Einfache Bedienung: Nach langer Entwicklungszeit hat sich die CO2-Laserschneidtechnik nach und nach zu einer ausgereifteren Technologie entwickelt. Viele Experten auf dem Markt wissen, wie man mit gängigen Problemen im Zusammenhang mit dem CO2-Laserschneiden umgeht.

Nachteile des CO2-Laserschneidens

Obwohl die CO2-Laserschneidtechnologie stabiler und ausgereifter ist und andere Schneidmethoden untrennbar miteinander verbunden sind, gibt es noch einige Mängel. Zu diesen Nachteilen gehören:

Hohe Betriebskosten: Die Produktionseffizienz des CO2-Lasergenerators im Betrieb ist begrenzt und andere Komponenten der Maschine benötigen mehr Strom. Daher sind die Stromverbrauchskosten beim CO2-Laserschneiden im Vergleich zu einer optischen Laserschneidmaschine mit gleicher Leistung um 70% höher als bei 70%, was zu sehr hohen Betriebskosten führt.
Material mit hoher Reflektivität: CO2-Laser haben eine Wellenlänge von etwa 10 μm, was bedeutet, dass reflektierende Metallmaterialien wie Aluminium, Stahl, Kupfer und Messing nicht vom CO2-Lasergenerator verarbeitet werden können, da sonst der reflektierte Laser im Schneidkopf optisch ist. Die Komponenten verursachen schwere Schäden.
Hohe Leistung: Der CO2-Lasergenerator benötigt während des laufenden Prozesses mehr Leistung. Beispielsweise verbrauchen Hochleistungs-CO2-Lasergeneratoren und -kühler etwa 70 kW, wenn die Laufzeit bei maximaler Leistung ist, und andere Lasergeneratoren mit derselben Leistung verbrauchen nur 18 kW.
Langsame Geschwindigkeit: Im Vergleich zum Faserlasergenerator benötigt der CO2-Lasergenerator viel Zeit, um den Vorgang abzuschließen. Beim Schneiden dünnerer Teile wird der Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden größer.
Wartungsproblem: Der CO2-Lasergenerator muss alle Maschinenkomponenten (Lasersysteme, Kühler, Absauggeräte und Maschinen) regelmäßig warten, was unerlässlich ist, um teure Wartungsarbeiten und Maschinenstillstände zu vermeiden.
Tabak: Der CO2-Lasergenerator erzeugt beim Schneiden auch Rauch und Partikel. Beim Schneiden von Kunststoff und anderen brennbaren Materialien entstehen giftiger Rauch und kleine Partikel. Es ist auch sehr schädlich für den menschlichen Körper und beschädigt die Maschinenkomponenten.
Lärm: Der meiste Lärm, der von Laserschneidmaschinen erzeugt wird, wird eher durch Maschinenbewegungen als durch Laserquellen verursacht. Beim Schneiden von dicken Materialien erzeugt das Hilfsgas einen gewissen Geräuschpegel.

Wählen Sie Glasfaserlaserschneiden oder CO2-Laserschneiden?

Optisches Laserschneiden und CO2-Laserschneiden haben ihre Vorteile und Eigenschaften. Soll ich mich für optisches Faserlaserschneiden oder CO2-Schneiden entscheiden? Mehrere Faktoren müssen sorgfältig berücksichtigt werden. Sie müssen technische Faktoren wie Energie und Lichtwellenlänge sowie Prozessparameter wie Schnittgeschwindigkeit und Genauigkeit berücksichtigen und diese wichtigen Faktoren vergleichen.

Wellenlänge

CO2-Laser haben eine Wellenlänge von etwa 10 μm und unterliegen bei der Bearbeitung hochreflektierender Materialien gewissen Einschränkungen, da sie Licht mit der Wellenlänge hochreflektierender Materialien nicht absorbieren können. Die Wellenlänge des optischen Faserlasergenerators beträgt 1,04 μm und kann die meisten Materialien durchdringen. Daher ist die Palette der Materialien, die mit Faserlasern geschnitten werden können, größer.

Energieverbrauch

Der Faserlasergenerator ist sehr effizient. Im Vergleich zum entsprechenden CO2-Lasergenerator wird der Stromverbrauch des Faserlasergenerators um 30% reduziert, was bedeutet, dass sie die Arbeit mit weniger Ressourcen schneller erledigen können.

Systemkonfiguration

Der Glasfaserlasergenerator ist extrem einfach und erfordert keine komplexen Systeme oder zu viel Wartung. Beide sind jedoch mit fortschrittlichen CNC-Systemen ausgestattet und manipulieren Maschinen über intelligente Bildschirme, wodurch sie einfacher zu bedienen und zu erlernen sind.

Materialbereich

Wenn Sie metallische Materialien wie Kohlenstoffstahl, Eisen oder Titan schneiden müssen, ist das Laserschneiden mit optischen Fasern die ideale Wahl, da es eine hohe Schnittgeschwindigkeit und eine ausgezeichnete Schnittqualität (minimale Schnittrückstände an den Schnittkanten der Linien) bietet.
Wenn Sie hauptsächlich nichtmetallische Materialien wie Kunststoff, Textilien, Glas usw. schneiden, ist ein CO2-Lasergenerator möglicherweise die bessere Wahl, da er über eine höhere Perforations- und Schnittgeschwindigkeit verfügt und außerdem glatte Oberflächen erzeugen kann.

Genauigkeit

Im Allgemeinen ist das Schneiden mit dem CO2-Laser bei allen Plattenstärken gleichmäßiger und es lassen sich glattere Schnittkanten erzielen. Mit zunehmender Plattenstärke wird dieser Unterschied deutlicher.
Für dünnere Platten ist es besser, eine Faserlaser-Schneidemaschine zu wählen. Ihre Schnittgeschwindigkeit ist schneller und der Einschnitt kleiner.

Geschwindigkeit

Der Faserlasergenerator schneidet die dünne Platte deutlich schneller als der CO2-Lasergenerator, da die Wellenlängeneigenschaften und Laserstrahlen auf einen größeren Bereich fokussiert werden können. Beispielsweise ist die Schneidgeschwindigkeit des Faserlasergenerators beim Schneiden von 1 mm dickem Edelstahl dreimal so hoch wie die des CO2-Lasergenerators.

Kosten

Beim Laserschneiden spielen die Kosten eine wichtige Rolle. CO2-Laserschneidmaschinen sind normalerweise billiger als Faserlaserschneidmaschinen, aber CO2-Laserschneidmaschinen müssen häufig Maschinenkomponenten (Reflektoren, Linsen usw.) warten. Darüber hinaus erfordert die Glasfaser-Laserschneidmaschine weniger Wartung als die CO2-Laserschneidmaschine, was langfristig Geld spart.

Zusammenfassen

Obwohl jeder Lasergenerator seine Vorteile und unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten hat, stellt sich die Frage, welche Technik für Ihre unterschiedlichen Anforderungen und Abläufe am besten geeignet ist. Überlegen Sie vor dem Kauf einer Maschine, ob das System für Ihre Anwendung geeignet ist. Wie hoch ist Ihre Teileproduktionsgeschwindigkeit und Ihr Kostenvorteil? Basierend auf diesen relevanten Daten werden der Anwendungsbereich, die Betriebskosten, der Durchsatz, die Betriebskosten und natürlich die Investitionskosten bestimmt. Das Verständnis der Vor- und Nachteile verschiedener Glasfaser-Laserschneidmaschinen kann Ihnen dabei helfen, Ihr Geschäft auszubauen.
Wenn Sie weitere für Sie geeignete Metallschneidelösungen erfahren möchten, kontaktieren Sie uns jederzeit. AccTek-Laser ist bereit, mit Ihnen spezifische Anforderungen an Maschinen zu besprechen. Unser professionelles Team wird wissenschaftliche Technologie nutzen, um Ihnen zu helfen, diese Anforderungen zu erfüllen und sie zu analysieren, um die beste zu bestimmen Laser-Schneide-Maschine.

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