Rezanie laserom je automatická metóda tepelného rezania na spracovanie kovu, dreva, MDF, preglejky, akrylu, plastu, látky, kože a papiera. Laserový lúč je vytváraný laserovým zdrojom (rezonátorom), vedený transportným vláknom alebo zrkadlami v reznej hlave, kde ho šošovka sústreďuje veľmi vysokým výkonom na veľmi malý priemer. Tento zaostrený laserový lúč sa stretáva s povrchom substrátu a roztaví ho, aby sa vykonalo rezanie. Existujú 2 typy laserových zdrojov: vláknový laser a CO2 laser. Laserové rezanie je mimoriadne všestranné. Okrem plochých materiálov možno laserovými rezacími systémami rezať aj rúry a profily.
Laserový rezací stroj s vláknami
Vláknový laser je pevnolátkový laser s optickým vláknom ako médiom zosilnenia lasera, ktorý pozostáva zo zosilňovacieho média, zdroja pumpy a rezonančnej dutiny. Vláknové lasery využívajú aktívne vlákna dopované prvkami vzácnych zemín v jadre ako médium zisku. Ako zdroj pumpy sa používa polovodičový laser. Rezonančná dutina sa vo všeobecnosti skladá zo zrkadiel, koncových plôch vlákien, zrkadiel s vláknovou slučkou alebo vláknitých mriežok.
Podľa charakteristík vláknových laserov v časovej oblasti ich možno rozdeliť na kontinuálne a pulzné vláknové lasery. Podľa štruktúry rezonátora ho možno rozdeliť na lasery s lineárnou dutinou, distribuovanou spätnou väzbou a prstencové dutinové vláknové lasery. Podľa rozdielu medzi ziskovým vláknom a metódou čerpania ho možno rozdeliť na vláknové lasery s jednoduchým plášťom (čerpanie jadra) a dvojitým plášťom (čerpanie plášťa).
CO2 Laserový rezací stroj
A CO2 laser (laser s oxidom uhličitým) je plynový laser, ktorý ako médium zisku využíva zmes plynov vrátane oxidu uhličitého, hélia, dusíka a prípadne aj nejakého vodíka, vodnej pary a xenónu. Laser je elektricky čerpaný plynovým výbojom, ktorý je možné použiť s jednosmerným prúdom, striedavým prúdom alebo v rozsahu RF. Molekula dusíka je excitovaná výbojovým prúdom do metastabilného stavu a potom jej odovzdá energiu, keď sa zrazí s CO2 molekula. Hélium môže znížiť počet častíc v nízkoenergetickom stave a môže odstrániť generované teplo.
CO2 lasery zvyčajne vyžarujú lúč s vlnovou dĺžkou 10.6 μm, ale existujú aj iné čiary žiarenia v perióde 9-11 μm (najmä 9.6 μm).
stredná
CO2 lasery používajú plyn ako médium na generovanie laserového lúča a prenášajú lúč cez zrkadlá. Vláknové lasery sú dodávané prostredníctvom diód a káblov z optických vlákien, viaceré diódy sa čerpajú na generovanie laserového lúča a potom sa prenášajú do laserovej reznej hlavy cez káble z optických vlákien namiesto prenosu lúča cez zrkadlá.
Vlnová dĺžka
CO2 laser je typ plynového laserového lúča s vlnovou dĺžkou 10.6 μm z molekúl oxidu uhličitého, zatiaľ čo vláknový laser je typ pevnolátkového lasera s vlnovou dĺžkou 1.08 μm, ktorý sa získa umiestnením kryštálu zlúčeniny Yb (ytterbium) ako média do optického vlákna a ožiarením kryštálu laserovým lúčom. Vzhľadom na rôzne fyzikálne vlastnosti 2 typov laserov sú aj procesy rezania odlišné.
Účinnosť fotoelektrickej konverzie
Vláknový laserový rezací stroj využíva kompletný polovodičový digitálny modul a jednovláknový laserový dizajn. Účinnosť fotoelektrickej konverzie je vyššia ako účinnosť CO2 rezanie laserom. Skutočná celková miera využitia každého napájacieho zdroja CO2 laserová rezačka je asi 8%~10%. Celková miera využitia je asi 25 %~30%a celková spotreba energie vláknového laserového rezacieho systému je 3 až 5-krát nižšia ako spotreba energie CO2 laserového rezacieho systému, ktorý sa zvýšil o viac ako 86 %.
Investičné náklady
Hlavné náklady na nákup laserového rezacieho stroja závisia od značky a výkonu laserového generátora, ako aj od základných optických komponentov. A CO2 laserová rezačka stojí kdekoľvek na svete od 2,600 16,800 amerických dolárov a cena nízkovýkonnej vláknovej laserovej rezačky začína od 160,000 amerických dolárov, zatiaľ čo niektoré vysokovýkonné lasery budú stáť až amerických dolárov.
Náklady na údržbu
Vzhľadom na čistotu CO2 plyn, dutina sa kontaminuje a vyžaduje pravidelné čistenie. Zrkadlá vyžadujú údržbu a zarovnanie, takže bežná údržba je náročnejšia. Ale stroj na rezanie vláknovým laserom je bezúdržbový, schopný drsného pracovného prostredia s vysokou toleranciou voči prachu, vibráciám, nárazom, vlhkosti a teplote.
použitie
Rôzne materiály, ktoré sa majú rezať, majú rôznu mieru absorpcie svetla pre rôzne vlnové dĺžky lasera. Nekovové materiály (ako drevo, tkanina, plast, akryl, papier, koža) majú nízku mieru absorpcie pre vláknové lasery, zatiaľ čo CO2 lasery majú vysokú mieru absorpcie pre kovové alebo nekovové materiály. Vláknový laser je vhodný len na rezanie kovových materiálov, pričom CO2 laser dokáže rezať kovové aj nekovové materiály.
