Laserskjæring er en automatisk termisk kuttemetode for bearbeiding av metall, tre, MDF, kryssfiner, akryl, plast, stoff, lær og papir. Laserstrålen skapes av laserkilden (resonator), ledet av en transportfiber eller speil i skjærehodet der en linse fokuserer den med svært høy effekt på en veldig liten diameter. Denne fokuserte laserstrålen møter overflaten av underlaget og smelter den for å få kuttingen ferdig. Det finnes 2 typer laserkilder: fiberlaser og CO2 laser. Laserskjæring er ekstremt allsidig. I tillegg til flate materialer kan rør og profiler også kuttes med laserskjæresystemer.
Fiberlaserskjæremaskin
En fiberlaser er en faststofflaser med en optisk fiber som laserforsterkningsmedium, bestående av et forsterkningsmedium, en pumpekilde og et resonanshulrom. Fiberlasere bruker aktive fibre dopet med sjeldne jordartselementer i kjernen som forsterkningsmedium. En halvlederlaser brukes som pumpekilde. Resonanshulrommet er vanligvis sammensatt av speil, fiberendeflater, fiberløkkespeil eller fibergitter.
I henhold til tidsdomenekarakteristikkene til fiberlasere, kan de deles inn i kontinuerlige og pulserende fiberlasere. I henhold til strukturen til resonatoren kan den deles inn i lineært hulrom, distribuert tilbakemelding og ringhulefiberlasere. I henhold til forskjellen mellom forsterkningsfiber og pumpemetode, kan den deles inn i enkeltkledning (kjernepumping) og dobbeltkledning (kledningspumping) fiberlasere.
CO2 Laserskjæringsmaskin
A CO2 laser (karbondioksidlaser) er en gasslaser som bruker en blanding av gasser som forsterkningsmedium, inkludert karbondioksid, helium, nitrogen og muligens litt hydrogen, vanndamp og xenon. Laseren pumpes elektrisk av en gassutladning, som kan brukes med likestrøm, vekselstrøm eller i RF-området. Nitrogenmolekylet eksiteres av utladningsstrømmen til en metastabil tilstand, og overfører deretter energi til det når det kolliderer med CO2 molekyl. Helium kan redusere antallet partikler med lav energitilstand og kan fjerne den genererte varmen.
CO2 lasere utstråler vanligvis stråle med en bølgelengde på 10.6 μm, men det er andre strålingslinjer i 9-11 μm-perioden (spesielt 9.6 μm).
Medium
CO2 lasere bruker gass som medium for å generere laserstrålen, og overfører strålen gjennom speil. Fiberlasere leveres gjennom dioder og fiberoptiske kabler, flere dioder pumpes for å generere en laserstråle, og sendes deretter til laserskjærehodet gjennom fiberoptiske kabler, i stedet for å overføre strålen gjennom speil.
Bølgelengde
CO2 laser er en type gasslaserstråle med en bølgelengde på 10.6 μm fra karbondioksidmolekyler, mens fiberlaser er en type faststofflaser med en bølgelengde på 1.08 μm, som oppnås ved å plassere en krystall av Yb (ytterbium)-forbindelse som et medium i en optisk fiber med laserstrålen og irry. På grunn av de forskjellige fysiske egenskapene til de 2 lasertypene er skjæreprosessene også forskjellige.
Fotoelektrisk konverteringseffektivitet
En fiberlaserskjæremaskin tar i bruk en komplett solid-state digital modul og en enkelt fiberlaserdesign. Den fotoelektriske konverteringseffektiviteten er høyere enn den for CO2 laserskjæring. Den faktiske totale utnyttelsesgraden for hver strømforsyning til CO2 laserskjærer er omtrent 8%~10%. Den totale utnyttelsesgraden er ca. 25 %~30%, og det totale energiforbruket til fiberlaser-skjæresystemet er 3 ~ 5 ganger lavere enn det CO2 laserskjæresystem, som har økt med mer enn 86%.
Investeringskostnad
Hovedkostnaden ved å kjøpe en laserskjæremaskin avhenger av merkevaren og kraften til lasergeneratoren, så vel som de optiske kjernekomponentene. EN CO2 laserkutter koster alt fra 2,600 16,800 amerikanske dollar i verden, og prisen på en fiberlaserkutter med lav effekt starter fra 160,000 amerikanske dollar, mens noen høyeffektlasere vil koste så høyt som amerikanske dollar.
Vedlikeholdskostnader
På grunn av renheten til CO2 gass, vil hulrommet bli forurenset og kreve regelmessig rengjøring. Speil krever vedlikehold og justering, så rutinemessig vedlikehold er mer involvert. Men fiberlaserskjæremaskinen er vedlikeholdsfri, i stand til tøffe arbeidsmiljøer med høy toleranse for støv, vibrasjoner, støt, fuktighet og temperatur.
Applikasjoner
Ulike materialer som skal kuttes har forskjellige lysabsorpsjonshastigheter for forskjellige laserbølgelengder. Ikke-metalliske materialer (som tre, stoff, plast, akryl, papir, lær) har lav absorpsjonshastighet for fiberlasere, mens CO2 lasere har høye absorpsjonshastigheter for metalliske eller ikke-metalliske materialer. Fiberlaser er kun egnet for kutting av metallmaterialer, mens CO2 laser kan kutte både metallmaterialer og ikke-metallmaterialer.
