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Comparação a laser de fibra e co2

Número Browse:0     Autor:editor do site     Publicar Time: 2021-07-28      Origem:alimentado

Muitas vezes me perguntam: para processamento industrial, qual laser de fibra ou laser de CO2 é melhor? Mais especificamente, é: Quais são os pontos fortes e fracos desses dois lasers? Os lasers de fibra podem substituir os lasers de CO2?

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Esta questão aparentemente simples pode não ser fácil de esclarecer.


Tentamos fornecer aos usuários informações completas e opiniões equilibradas de muitos aspectos e perspectivas, a fim de receber o efeito da dissipação de dúvidas.


A luz a laser produzida pelo laser de fibras (a seguir designada a laser de fibra) tem um comprimento de onda de 1,06 μm, e o laser produzido pelo laser de CO2 (doravante referido como laser de CO2) tem um comprimento de onda de 10,6 μm. Ambos são luz infravermelha e podem ser absorvidas por materiais. Processamento de material industrial.


O corte é atualmente a tecnologia de processamento industrial laser mais usada. Por conveniência, a discussão neste artigo é baseada no corte a laser, a menos que especificado de outra forma.


Os prós e contras dos dois lasers

Como usuário, você deve primeiro entender os pontos mortos de lasers de fibra e lasers de CO2. O chamado ponto cego é a zona cega de corte. Depois de evitar os pontos mortos (pontos cegos), compete pelo curto e longo e escolha aquele que se adapte às suas necessidades.


O ponto morto de lasers de fibra


O laser de fibra não pode cortar não-metais, incluindo tecidos de madeira, plástico, couro, algodão e linho, etc. Se o material da peça de trabalho que precisa ser processado é não metal, o laser de fibra só pode ser rejeitado e o não-CO2 laser não é outro outro.


Peças interiores automotivas são principalmente materiais não metálicos, usando um robô de alta precisão + sistema de processamento de laser de CO2 para cortar a superfície do espaço. Tal sistema de processamento precisa resolver o problema da transmissão do feixe de laser entre as juntas do robô.


Os lasers de fibra não podem cortar materiais com um revestimento na superfície, como aço inoxidável revestido comum e placas de aço especiais com revestimentos anti-ferrugem. Alguns usuários não prestavam atenção suficiente para isso, e escolheram lasers de fibra e tiveram que cortar o aço inoxidável revestido ordinário. Se você quiser usar um revestimento especial para lasers de fibra, o custo aumentará.


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O calcanhar de Aquiles de lasers de CO2


O laser de CO2 não pode cortar materiais de cobre, incluindo latão e cobre vermelho. Se você precisar cortar o cobre, apenas os lasers de fibra são qualificados.


Para lasers de CO2, o cobre é um material altamente reflexivo, e quase todo o laser é refletido, mas não absorvido; A luz refletida retorna ao laser, causando danos.

A refletividade do laser de CO2 à liga de alumínio também é alta. A instalação do isolador de reflexão traseira pode proteger efetivamente o laser de CO2, de modo que a liga de alumínio possa ser cortada com segurança.

Em termos de custo, velocidade de corte, eficiência de perfuração e qualidade transversal, deixamos os dois lasers competirem por curto e longo.


O custo


Aqui, a fim de facilitar a comparação da diferença de custo entre os dois lasers, apenas o custo de eletricidade, consumíveis e gás médio é calculado. Os custos dessas três partes são diferentes; mão de obra, depreciação, espaço, gás de corte, etc., Para os dois para esses lasers, o custo é o mesmo, por isso não é calculado.

Ambos os tipos de lasers consomem enormes quantidades de eletricidade. A eficiência de conversão elétrica-óptico do laser de fibra é de cerca de 30%, e a do laser de CO2 é de cerca de 10%. Em termos de laser 3000W, a laser de fibra consome cerca de 10kw de poder, enquanto o laser de CO2 consome cerca de 30kw. Com base no preço de eletricidade de 1 yuan / kWh e a taxa de carga de 70%, o custo é de 7 yuan / hora e 21 yuan / hora respectivamente.


Além disso, devido à eficiência diferente, o calor gerado pelos dois lasers é diferente, e as especificações (capacidade de resfriamento) do refrigerador de água são também diferentes. O consumo de energia do resfriador de água exigido pelo laser de fibra é de 13kW, e o consumo de energia do resfriador de água exigido pelo laser de CO2 é de 18kW. Com base no preço de eletricidade de 1 yuan / kWh e a taxa de carga de 70%, os custos são respectivamente 9 yuan / hora e 12,8 yuan / hora.


No processo de uso diário, a máquina de corte usando o laser de fibra (doravante referida como máquina de corte de fibra) precisa consumir materiais: concentração de lente, corpo cerâmico, bocal, lente de proteção, etc., e o custo é de cerca de 3 yuan / hora.


Além disso, de acordo com estatísticas nos últimos 4 anos, o módulo laser e o expansor do feixe têm sua vida útil, o que incorre em um custo de cerca de 4 yuan / hora e 1 yuan / hora respectivamente (especialmente, a menor unidade da fibra de rofin O laser que precisa ser substituído é o módulo semicondutor, o custo é de cerca de 1 yuan / hora).

A máquina de corte usando o laser de CO2 (doravante referida como a máquina de corte de CO2) precisa consumir materiais: focalizar a lente, corpo cerâmico, bocal, refletindo espelho, etc., e o custo é de cerca de 2,5 yuan / hora.


O laser de fibra não precisa de um gás médio; aLaser de CO2.Precisa de um gás médio para gerar luz a laser, e o custo é de cerca de 1 yuan / hora.


Além disso, os lasers de CO2 realizam inspeções de rotina a cada 3000 horas e inspeções aprofundadas a cada 6000 horas, resultando em um custo de cerca de RMB 2 por hora.


Em resumo, o custo de usar lasers de fibra é de cerca de 24 yuan / hora, enquanto os lasers de CO2 são cerca de 38,3 yuan / hora, uma diferença de 14,3 yuan / hora. Calculado com base em 10 horas de uso diário, a diferença no custo diário é de 143 yuan.


O mercado afirma sobre a diferença no custo dos dois lasers é um pouco exagerado.


Aliás, o meio de transmissão de laser de fibra é fibra óptica, e o feixe de luz é incluído na fibra óptica, \"propagação de curva\", e não é afetada pelo ambiente externo. O meio de transmissão do laser de CO2 é o ar, que viaja em linha reta, e a direção de transmissão é alterada pelo refletor, o que é facilmente afetado pelo ambiente externo. Pode ser necessário manter esses refletores, o que aumentará ligeiramente o custo de uso.


Velocidade de corte

Velocidade de corte, eficiência de perfuração, qualidade da seção e outros aspectos constituem eficiência de corte a laser, que é um índice abrangente para avaliar os lasers (máquinas).


Os lasers de fibra têm vantagens em cortar placas finas, especialmente aquelas com uma espessura inferior a 3 mm. Em comparação com os lasers de CO2, a taxa máxima de velocidade de corte pode chegar a 4: 1; e 6mm é a espessura crítica para o intercâmbio das vantagens dos dois lasers. Para cortar placas com uma espessura de mais de 6 mm, o laser de fibra não tem vantagem; À medida que a espessura aumenta, o CO2 mostra gradualmente uma vantagem, mas não é significativa.


Em geral, os lasers de fibra têm vantagens na velocidade de corte.


Eficiência de perfuração


Antes que o raio laser começa a cortar a peça de trabalho, ele precisa penetrar na peça de trabalho. O tempo de perfuração do laser de fibras é obviamente mais longo que o de CO2.


Tome laser de fibra de 3kw e laser de CO2 como exemplos. Para aço carbono com uma espessura de 8mm, este último é 1 segundo menor que o primeiro; a 10mm, este último é de 2 segundos a menos; À medida que a espessura aumenta, a vantagem dos lasers de CO2 na perfuração se torna cada vez mais significativa.


Se a perfuração for 2.000 vezes por dia e a diferença horária entre cada perfuração é de 3 segundos, a diferença de tempo de perfuração por dia é de 6000 segundos, que é de aproximadamente 1,7 horas.

O laser de CO2 pode reduzir o tempo de uso da máquina em 1,7 horas por dia devido à sua alta eficiência de perfuração. Mesmo que os dados conservadores forem utilizados, incluindo o trabalho (30 yuan / hora), a depreciação do equipamento (25 yuan / hora) e os custos do local (2 yuan / hora), as economias de custo são (laser de CO2):

1,7 × (30 + 25 + 2 + 38,3) = 162 (yuan)

Qualidade da seção.

A qualidade da seção geralmente se refere à rugosidade (acabamentos) e perpendicularidade.

Ao cortar chapas de aço com uma espessura de menos de 3 mm, a qualidade da seção (rugosidade e perpendicularidade) do corte a laser de fibras é um pouco pior do que a da CO2. À medida que a espessura aumenta, a diferença na qualidade da seção se torna mais óbvia.


Para aço inoxidável com uma espessura de ≥3mm, a seção cortada pelo laser de fibra é fosca, enquanto o CO2 é brilhante. Para aço carbono com uma espessura de 16 mm, a verticalidade da seção de corte a laser de fibra é muito pior do que a da CO2, a primeira é de 0,4-0,5 mm, e a última pode chegar a 0,1 mm. Além disso, a placa de aço carbono tem uma alta taxa de absorção de energia a laser de fibra, que é uma desvantagem ao cortar pequenos orifícios (abertura ≤ espessura da placa), e a qualidade de corte é fraca.


A propósito, a precisão do corte a laser não tem nada a ver com a qual o laser é usado, mas está relacionado à precisão de posicionamento da máquina, repetir a precisão de posicionamento e a consistência da largura da fenda. A fenda para corte a laser de fibra é estreita, e a fenda para CO2 é um pouco mais ampla. Mas a largura da fenda não afeta a precisão das peças, porque a função de compensação de fenda pode compensar a largura da fenda.


Qual laser de fibra ou laser de CO2 é melhor?


Com os dados acima, não é difícil tirar uma conclusão lógica e fazer uma escolha racional. Não se pode dizer que o laser de fibra é bom, nem pode ser dito que o laser de CO2 é bom. Deve ser analisado e julgado com base em aplicações específicas.

Vemos que os lasers de fibra e lasers de CO2 têm suas próprias vantagens e desvantagens ao enfrentar requisitos específicos de aplicativos. Atualmente e por um período de tempo no futuro, os lasers de fibra e os lasers de CO2 não podem substituir uns aos outros, mas só podem coexistir e se complementar. O progresso tecnológico dos lasers de CO2 radialmente polarizados vale a pena notar, e pode restringir a lacuna com lasers de fibra em corte de chapa fina.


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