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光纤激光器超越CO2激光器的优势


光纤激光切割技术是在近年内才开始发力的一项切割工艺。尽管很多公司刚开始了解此技术,但也开始意识到光纤激光切割较普通的二氧化碳激光切割之间的差异。随着切割技术的不断改进,光纤激光切割已成为目前本行业最先进的技术之一。

热能切割方法主要包括火焰、等离子和激光切割技术,其中激光切割可实现最好的切割质量,尤其是对于直径和厚度比小于1:1的精细特征和孔切割。因而,激光切割技术成为本行业中最适合要求严格精细切割的方法。

而在激光切割的范畴中,光纤激光切割获得很多的关注,因为它既提供了二氧化碳激光切割可实现的切割速度和质量,并且维护和操作成本显著降低。

光纤切割的核心优势

二氧化碳激光切割技术中,二氧化碳气体是产生激光光束的介质。然而,光纤激光是通过二极管和光纤电缆进行传输工作的。光纤激光系统通过多个二极管泵浦产生激光束,然后通过挠性光纤电缆传输至激光切割头,而非通过反射镜传输光束。这样有很多优势,首先是切割床尺寸。气体激光技术中反射镜必须设定在一定的距离内,和其不同,光纤激光技术无范围限制。而且甚至可以将光纤激光安装在等离子切割床的等离子切割头旁边,二氧化碳激光切割技术无此可选件。同样,在和同等功率的气体切割系统比较时,由于光纤弯曲的能力使得该系统显得更加紧凑。

光纤切割技术最重要且有意义的优势应该就是其能效性。凭借光纤激光完整的固态数字模块、单一设计,光纤激光切割系统拥有高于二氧化碳激光切割的电光转换效率。对于二氧化碳切割系统的各个电源单元来说,实际一般利用率约为8%至10%。而对于光纤激光切割系统来说,用户可以期望更高的电源效率,大约在25%至30%间。换句话说,光纤切割系统整体消耗的能源比二氧化碳切割系统少约3至5倍,使得能效提高至大于86%。

光纤激光具有短波长的特性,从而提高切割材料对光束的吸收性,并且能够切割如黄铜和铜以及非导电性材料。更加集中的光束产生较小的焦点和较深的焦深,这样光纤激光可以快速切割较薄材料以及更加有效地切割中等厚度材料。切割厚至6mm的材料时,1.5kW光纤激光切割系统的切割速度相当于3kW二氧化碳激光切割系统的切割速度。因为光纤切割的运行成本低于普通二氧化碳切割系统的成本,所以这可以理解为输出量提高而商业成本降低。

同样存在维护的问题。二氧化碳气体激光系统需要定期维护;反射镜需要维护和校准,谐振腔需要定期维护。另一方面,光纤激光切割解决方案几乎不需要任何维护。二氧化碳激光切割系统需要二氧化碳作为激光气体,由于二氧化碳气体的纯度问题,谐振腔内会污染,需要定期清理。对于一个数千瓦级二氧化碳系统来说,此项每年至少花费2万美元。另外,许多二氧化碳切割需要高速轴流涡轮机输送激光气体,而涡轮机的需要维护和翻修。最后,和二氧化碳切割系统相比,光纤切割解决方案更加紧凑,并且对生态环境的影响小,所以需要更少冷却,而且能源消耗明显降低。

较少的维护和较高能效相结合使得光纤激光切割和二氧化碳激光切割系统相比,排放较少的二氧化碳,而且更加环保。

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