ファイバーレーザー切断 VS CO2 レーザー切断

光レーザー切断とCO2レーザー切断、どちらの切断方法が優れているのでしょうか？これは製造業界で常に議論されてきたトピックです。材料を切断する際の基本的な機能は似ているかもしれませんが、技術、パフォーマンス、特定の材料の切断、特殊な用途には大きな違いがあります。この記事では、2つのレーザー切断方法の動作原理と長所と短所について説明します。次の知識を理解することで、適切な切断方法を選択できます。ファイバーレーザー切断機または CO2レーザー切断機.

ファイバーレーザー切断とは何ですか?

ファイバーレーザー切断は、高出力ファイバーレーザー遺伝子を使用して金属を切断する切断プロセスです。光ファイバーレーザー発生器は、強力なビームの送信に重点を置く高出力光ファイバーコンポーネントを使用しています。このレーザー光線は金属表面を容易に溶かし、異なる厚さの金属板を正確に切断することができます。

光ファイバーレーザー切断の動作原理

光ファイバーレーザー切断の動作原理は、ファイバーレーザー発生器によって生成されるレーザービームに基づいています。レーザービームは金属表面に合わせて照射され、金属表面が加熱、溶解、蒸発、または燃焼し、きれいな切開部が残ります。ファイバーレーザー発生器はレーザービームを生成します。レーザービームは利得媒体、光空洞共振器、およびポンプ源で構成されます。
光空洞共振器は 2 つの反射器で構成されます。レーザービームをゲイン媒体を通して前後に反射し、レーザーエネルギーを拡大して、CNC によって制御されるカットヘッドに伝達します。切断ヘッドでは、ファイバーケーブルの端からレーザーが発射され、一連の集束レンズを通してレーザービームが材料表面の小さな領域に集中するため、正確できれいな切断が実現します。

光ファイバーレーザー切断のメリット

光ファイバーレーザー技術を使用してタブレット金属を切断する主な利点は、単一のファイバー対ファイバーのコンパクトなソリッドステート設計構成にあります。この構成は頻繁にメンテナンスする必要がなく、同様の CO2 レーザー発生器よりも運用コストが低くなります。光ファイバーレーザー切断のその他の利点は次のとおりです。

高速：ファイバーレーザー光の切断速度は非常に速く、薄い材料の切断に非常に有利です。厚さ 1 mm のステンレス鋼を切断する場合、ファイバーレーザーの切断速度は CO2 レーザー切断よりもほぼ 3 倍高速です。通常の部品をより早く処理できるようになり、追加の労働者を雇用する機会が得られ、売上収益と利益のさらなる増加につながります。
高精度: 高精度は光ファイバー切断の最大の利点の 1 つです。複雑なデザインのオブジェクトを細かく切断することができ、より小さな切断切込みとより安定したパフォーマンスを提供します。医療、航空宇宙、自動車など精度を重視するあらゆる業界に最適です。
エネルギー効率: ファイバーレーザー発生器の電気変換効率は、他の切断方法よりも約 30% 高くなっています。この高出力効率により、光ファイバーレーザー発生器の使用電力は CO2 レーザー発生器の使用電力よりも大幅に低くなります。つまり、より少ないエネルギーでより多くの作業を行うことができます。
メンテナンスの無償化：ファイバーレーザー切断機は、長寿命のメンテナンス機です。また、ファイバーレーザー発生器には可動部品や反射鏡がありません。ビームパスのメンテナンス、反射鏡やレンズの清掃などを行う必要がなく、メンテナンスに必要な量とメンテナンスにかかるコストが大幅に削減されます。
多機能: ファイバーレーザー切断は、銅、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどのさまざまな金属材料の切断に適しています。この多機能性により、航空宇宙、自動車エレクトロニクス、医療業界など、さまざまな業界にとって理想的なソリューションになります。
小さな面積: 機械の面積は、使用する切断ベッドと作業台のサイズに大きく依存します。同じレーザー出力の場合、ファイバーレーザージェネレーターは他の切断機よりも占有スペースが少なくなります。

光ファイバーレーザー切断のデメリット

ファイバーレーザー切断は効率的で正確な切断方法であり、他の切断技術に比べて多くの利点があります。しかし、他の技術と同様に、考慮すべき欠点もいくつかあります。

高い購入コスト: 運用コストは低いものの、ファイバーレーザー切断機の購入にかかる投資コストは比較的高いため、小規模企業にはあまり適していません。固体レーザー技術の普及が進むにつれて、ファイバーレーザー切断システムのコストも低下しており、他のタイプの切断機との価格差は徐々に小さくなっています。
高反射材料：ファイバーレーザー切断機はアルミニウムや銅を加工する際にいくつかの困難があり、反射金属を切断する光ファイバーレーザー切断機を長時間使用すると、レーザー発生器に特定の損傷が発生します。
エネルギー消費量: 光ファイバーレーザー切断機は非常に高性能ですが、大規模な切断作業を行う際には大量の電力を消費する必要があり、その結果、エネルギーコストが高くなります。
騒音: 光ファイバーレーザー切断は一般的に CO2 レーザー切断よりも静かですが、切断中にはまだ多少の騒音が発生します。作業者の健康に一定の影響を与える可能性があります。
タバコ: ファイバーレーザー切断では、切断中に煙や粒子が発生します。これは、機械部品や電子機器に損傷を与え、切断性能を低下させるだけでなく、環境やスタッフの健康にも悪影響を及ぼします。
補助ガス: 光ファイバーレーザーでは、切断部から溶融物を効率的に噴射するために補助ガスが必要です。ステンレス鋼を切断する場合、CO2レーザーよりも1時間あたり平均約40%の窒素が使用され、低炭素鋼を切断する場合は約20%の酸素が使用されます。

CO2レーザー切断とは何ですか?

レーザーシステムのゲイン媒体としてCO2ガスを使用することは、CO2レーザー発生器の特徴です。高速で CO2 ガスを使用する共鳴 (タービンまたは風力タービン) では、さまざまな方法を使用して光粒子のイオンを分割し (通常は RF または DC によって刺激されます)、光粒子が互いに衝突して分割されます。間隔が大きくなり、完全に切断されます。

CO2レーザー切断の動作原理

CO2レーザー切断の動作原理は、CO2共振器がビームを生成することに基づいています。両端に反射器を備えた密閉管は、CO2レーザー切断機に基づく任意の柱を構成します。チューブには、窒素、二酸化炭素、水素、シャーベット、シャーベットの混合物が充填されています。チューブを通る高電圧放電により、ガス混合物に連鎖反応が起こり、高エネルギーレーザービームが生成されます。ビームは反射と焦点を通じて伝達されます。その方法は、一連のレンズと高速切断ガスを使用した一連のレンズと高速切断ガスの方法と同じです。

CO2レーザー切断のメリット

CO2レーザー発生器はファイバーレーザー発生器よりも長い期間使用されており、徐々に市場の優位性を獲得しています。そのよく知られた利点により、CO2レーザー発生器は製薬業界、食品生産、電子部品製造、布地切断、建築材料の切断などの業界に応用されています。

低い投資コスト: 他のレーザー切断方法と比較して、CO2 レーザー切断機の価格は通常低くなっています。これは、CO2 レーザー切断技術には長い歴史があり、業界のほとんどのブランドが CO2 マシンを製造できるためです。したがって、必要な機械は他の切断方法ほど高価ではありません。
切断厚さ: 厚く切断された材料は CO2 レーザー切断の利点の 1 つであり、特に 5 mm を超える材料を切断する場合、CO2 レーザージェネレーターは、初期の穿孔時間が短縮され、直線切断が高速化され、表面の滑らかさが向上します。
多機能: CO2 レーザー切断は広範囲の材料を切断でき、特にプラスチック、繊維、ガラス、アクリル、さらには石などの非金属材料の切断に適しています。比較的高い効率と優れたビーム品質により、業界で最も広く使用されているレーザー発生器タイプとなっています。
高品質: CO2 レーザー発生器は、より優れた滑らかさとエッジ品質を提供できます。非金属などの複合材料も無調整で加工できます。
簡単な操作：長い開発期間を経て、CO2レーザー切断技術は徐々に成熟した技術になりました。市場の多くの専門家は、CO2 レーザー切断に関連する一般的な問題への対処方法を知っています。

CO2レーザー切断の欠点

CO2 レーザー切断技術はより安定して成熟しており、他の切断方法は切り離せないものですが、まだいくつかの欠点があります。これらの欠点には次のようなものがあります。

高いランニングコスト：CO2レーザー発生器の稼働時の生産効率には限界があり、機械の他の部品にはより多くの電力が必要です。そのため、同じ出力の光レーザー切断機と比較すると、CO2レーザー切断の消費電力コストは70%高く、結果として非常に高い運用コストが発生します。
高反射材料: CO2 レーザーの波長は約 10 μm であるため、アルミニウム、鋼、銅、真鍮などの反射金属材料は CO2 レーザー発生器で加工できません。そうしないと、反射したレーザーがカットヘッド内で光学部品に深刻な損傷を引き起こします。
高出力: CO2 レーザー発生器は、実行プロセス中により多くの出力を必要とします。たとえば、高出力 CO2 レーザー発生器と冷却器は、ランタイムが最大出力の場合に約 70 kW を消費しますが、同じ出力の他のレーザー発生器はわずか 18 kW しか消費しません。
速度が遅い: ファイバーレーザー発生器と比較して、CO2 レーザー発生器は動作が完了するまでに多くの時間を要します。薄い部品を切断する場合、両者の速度の差は大きくなります。
メンテナンスの問題: CO2 レーザー発生器は、すべての機械コンポーネント (レーザーシステム、冷却器、抽出装置、機械) を定期的にメンテナンスする必要があります。これは、高価なメンテナンスや機械の停止を防ぐために不可欠です。
タバコ: CO2 レーザージェネレーターも切断中に煙と粒子を生成します。プラスチックやその他の可燃性材料を切断すると、有毒な煙と小さな粒子が生成されます。機械部品を損傷するだけでなく、人体にも非常に有害です。
ノイズ: レーザー切断機によって発生するノイズのほとんどは、レーザー源ではなく機械の動作によって発生します。厚い材料を切断する場合、補助ガスによりある程度の騒音が発生します。

光ファイバーレーザー切断とCO2レーザー切断のどちらを選択しますか?

光レーザー切断と CO2 レーザー切断にはそれぞれ利点と特徴があります。光ファイバーレーザー切断と CO2 切断のどちらを選ぶべきでしょうか? いくつかの要素を慎重に検討する必要があります。エネルギーや光の波長などの技術的要素と、切断速度や精度などのプロセスパラメータを考慮し、これらの重要な要素を比較する必要があります。

波長

CO2レーザーの波長は約10μmで、高反射材料の波長の光を吸収できないため、高反射材料を加工する際には一定の制限があります。光ファイバーレーザー発生器の波長は1.04μmで、ほとんどの材料を透過できます。そのため、ファイバーレーザーによる材料切断の範囲が広くなります。

消費電力

ファイバーレーザージェネレーターは非常に効率的です。対応する CO2 レーザー発生器と比較して、ファイバーレーザー発生器の消費電力は 30% 削減され、少ないリソースでより速く作業を完了できることを意味します。

システム構成

光ファイバーレーザー発生器は非常にシンプルで、複雑なシステムや多大なメンテナンスを必要としません。ただし、どちらも高度な CNC システムが装備されており、スマートスクリーンを通じて機械を操作できるため、操作と学習が容易になります。

材料範囲

炭素鋼、鉄、チタンなどの金属材料を切断する必要がある場合、光ファイバーレーザー切断は、切断速度が速く、切断品質が優れている（残留物が最小限で、ルールのエッジを切断できる）ため、理想的な選択肢です。
プラスチック、繊維、ガラスなどの非金属材料を切断するために主に使用される場合は、CO2 レーザージェネレーターがより適切な選択肢となる可能性があります。これは、穿孔速度と切断速度が速く、滑らかな表面も生成できます。

正確さ

一般的に、CO2 レーザー切断はすべての板厚に対してより滑らかで、より滑らかな切断エッジを実現できますが、板の厚さが増すにつれて、この違いはより顕著になります。
より薄いプレートの場合は、ファイバーレーザー切断機を選択するのがより適しています。切断速度が速く、切り込みが小さくなります。

スピード

ファイバーレーザー発生器は、波長特性とレーザービームをより広い領域に集中させることができるため、CO2レーザー発生器よりも大幅に速く薄板を切断します。たとえば、1mmのステンレス鋼を切断する場合のファイバーレーザー発生器の切断速度は、CO2レーザー発生器の3倍です。

料金

レーザー切断では、コストが重要な考慮事項です。 CO2 レーザー切断機は通常、ファイバーレーザー切断機よりも安価ですが、CO2 レーザー切断機は機械コンポーネント (反射板、レンズなど) を頻繁にメンテナンスする必要があります。さらに、光ファイバーレーザー切断機は、CO2 レーザー切断機よりもメンテナンスの必要が少なく、長期的には資金を節約できます。

要約する

各レーザージェネレータにはそれぞれ利点があり、用途も異なりますが、さまざまなニーズや操作に適した技術はどれでしょうか。マシンを購入する前に、システムがアプリケーションに適しているかどうかを検討してください。部品の生産速度とコストメリットはどの程度ですか。これらの関連データに基づいて、アプリケーションの範囲、運用コスト、スループット、所有コスト、そしてもちろん投資コストを検討します。さまざまな光ファイバーレーザー切断機の長所と短所を理解することは、ビジネスの発展に役立ちます。
お客様に最適な金属切削ソリューションをさらに知りたい場合は、いつでもお問い合わせください。 AccTek レーザー機械に関する具体的な要件についてご相談に応じます。当社の専門チームは、科学技術を使用してこれらの要件を満たし、分析して最適なものを決定します。レーザー切断機.

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