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Faserlaser- und CO2-Laservergleich

Anzahl Durchsuchen:1     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2021-07-28      Herkunft:Powered

Ich bin oft gefragt: Für die industrielle Verarbeitung, welcher Faserlaser- oder CO2-Laser ist besser? Genauer gesagt ist es: Was sind die Stärken und Schwächen dieser beiden Laser? Können Faserlaser CO2-Laser ersetzen?

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Diese scheinbar einfache Frage ist möglicherweise nicht leicht zu klären.


Wir versuchen den Benutzern vollständige Informationen und ausgewogene Meinungen aus vielen Aspekten und Perspektiven, um den Effekt der Verzerrungszweifel zu erhalten.


Das durch den Faserlaser (im Folgenden als Faserlaser bezeichnete Laserlicht hat eine Wellenlänge von 1,06 um, und der von CO2-Laser erzeugte Laser (im Folgenden als CO2-Laser bezeichnet) hat eine Wellenlänge von 10,6 um. Beide sind Infrarotlicht und können von Materialien aufgenommen werden. Industrielle Materialverarbeitung.


Das Schneiden ist derzeit die am weitesten verbreitete Laser-Industrieverarbeitungstechnologie. Zur Bequemlichkeit basiert die Diskussion in diesem Artikel auf dem Laserschneiden, sofern nicht anders angegeben.


Die Vor- und Nachteile der beiden Laser

Als Benutzer müssen Sie zunächst die toten Flecken von Faserlasern und CO2-Lasern verstehen. Der sogenannte Blindfleck ist die Blindzone des Schneidens. Nachdem Sie die toten Flecken (Blindflecken) vermieden haben, konkurrieren Sie kurz und lang, und wählen Sie denjenigen aus, der Ihren Bedürfnissen entspricht.


Der tote Fleisch der Faserlaser


Der Faserlaser kann keine Metalle nicht schneiden, darunter Holz-, Kunststoff-, Leder-, Baumwoll- und Leinenstoffe usw. Wenn das Werkstückmaterial, das verarbeitet werden muss, nicht-Metall ist, kann der Faserlaser nur zurückgewiesen werden, und die Nicht-CO2 Laser ist kein anderer.


Kfz-Innenteile sind meistens nichtmetallische Materialien mit einem hochpräzisen Roboter + CO2-Laserverarbeitungssystem, um die Raumoberfläche zu schneiden. Ein solches Verarbeitungssystem muss das Problem der Laserstrahlübertragung zwischen den Gelenken des Roboters lösen.


Faserlaser können Materialien nicht mit einer Beschichtung auf der Oberfläche, wie gewöhnlicher beschichteter Edelstahl und speziellen Stahlplatten mit Anti-Rost-Beschichtungen, nicht schneiden. Einige Benutzer zogen dafür nicht ausreichend auf und wählten Faserlaser und mussten gewöhnlichen beschichteten Edelstahl ausschneiden. Wenn Sie eine spezielle Beschichtung für Faserlaser verwenden möchten, werden die Kosten erhöht.


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Die Achillesferse von CO2-Lasern


CO2-Laser kann Kupfermaterialien nicht schneiden, einschließlich Messing und Rotkupfer. Wenn Sie Kupfer schneiden müssen, sind nur Faserlaser qualifiziert.


Für CO2-Laser ist Kupfer ein hochreflektierendes Material, und fast der gesamte Laser wird reflektiert, aber nicht absorbiert; Das reflektierte Licht kehrt zum Laser zurück, verursacht Schaden.

Das Reflexionsvermögen von CO2-Laser zur Aluminiumlegierung ist ebenfalls hoch. Die Installation des Rückreflexions-Isolators kann den CO2-Laser effektiv schützen, so dass eine Aluminiumlegierung sicher geschnitten werden kann.

In Bezug auf Kosten, Schnittgeschwindigkeit, Perforationseffizienz und Querschnittsqualität lassen wir die beiden Laser kurz und lang konkurrieren.


Die Kosten


Um den Vergleich der Kostenunterschiede zwischen den beiden Lasern zu erleichtern, wird nur die Stromkosten, Verbrauchsmaterialien und Mittelgas berechnet. Die Kosten dieser drei Teile sind unterschiedlich; Arbeitskräfte, Abschreibungen, Raum, Schneidgas usw. Für die beiden für diese Laser sind die Kosten derselben, so dass es nicht berechnet wird.

Beide Arten von Lasern verbrauchen große Strommengen. Die elektrisch-optische Umwandlungseffizienz des Faserlasers beträgt etwa 30%, und der von CO2-Laser beträgt etwa 10%. In Bezug auf den 3000W-Laser verbraucht der Faserlaser etwa 10 kW Leistung, während CO2-Laser etwa 30 kW verbraucht. Basierend auf dem Strompreis von 1 Yuan / kWh und der Lastrate von 70% beträgt die Kosten 7 Yuan / Stunde bzw. 21 Yuan / Stunde.


Darüber hinaus ist aufgrund der unterschiedlichen Effizienz die von den beiden Lasern erzeugte Wärme unterschiedlich, und die Spezifikationen (Kühlkapazität) des benötigten Wasserkühlers sind ebenfalls unterschiedlich. Der Stromverbrauch des vom Faserlaser erforderlichen Wasserkühlers beträgt 13 kW, und der Stromverbrauch des vom CO2-Laser erforderlichen Wasserkühlers beträgt 18 kW. Basierend auf dem Strompreis von 1 Yuan / kWh und der Lastrate von 70% beträgt die Kosten jeweils 9 Yuan / Stunde und 12,8 Yuan / Stunde.


Im täglichen Gebrauchsprozess muss die Schneidemaschine unter Verwendung von Faserlaser (im Folgenden als Faser-Schneidemaschine bezeichnet) Materialien verbrauchen: Fokussierlinsen, Keramikkörper, Düse, Schutzlinse usw. und die Kosten beträgt etwa 3 Yuan / Stunde.


Darüber hinaus haben das Lasermodul und der Strahl-Expander gemäß den Statistiken in den letzten 4 Jahren ihre Lebensdauer, die eine Kosten von etwa 4 Yuan / Stunde bzw. 1 Yuan / Stunde (besonders der kleinsten Einheit der ROFIN-Faser verursachen Laser, der ersetzt werden muss, ist das Halbleitermodul, die Kosten beträgt etwa 1 Yuan / Stunde).

Die Schneidemaschine mit CO2-Laser (im Folgenden als CO2-Schneidemaschine bezeichnet) muss Materialien verbrauchen: Fokussierlinsen, Keramikkörper, Düse, reflektierender Spiegel usw. und die Kosten beträgt etwa 2,5 Yuan / Stunde.


Der Faserlaser benötigt kein Mediumgas; dasCO2-Laser.Benötigt ein mittleres Gas, um Laserlicht zu erzeugen, und die Kosten beträgt etwa 1 Yuan / Stunde.


Darüber hinaus führen CO2-Laser routinemäßige Inspektionen alle 3000 Stunden und eingehende Inspektionen alle 6000 Stunden durch, was zu einer Kosten von ca. RMB 2 pro Stunde führt.


Zusammenfassend beträgt die Kosten für die Verwendung von Faserlasern etwa 24 Yuan / Stunde, während CO2-Laser etwa 38,3 Yuan / Stunde sind, einen Unterschied von 14,3 Yuan / Stunde. Berechnet auf der Grundlage von 10 Stunden täglicher Nutzung beträgt der Unterschied in den täglichen Kosten 143 Yuan.


Die Marktansprüche über den Unterschied der Kosten der beiden Laser sind etwas übertrieben.


Übrigens ist das Übertragungsmedium des Faserlasers optische Faser, und der Lichtstrahl ist in der optischen Faser-, \"Kurvenausbreitung \" eingeschlossen und ist nicht von der äußeren Umgebung beeinflusst. Das Übertragungsmedium des CO2-Lasers ist Luft, die in einer geraden Linie reist, und die Übertragungsrichtung wird durch den Reflektor geändert, der leicht von der äußeren Umgebung betroffen ist. Es kann notwendig sein, diese Reflektoren aufrechtzuerhalten, was die Nutzungskosten leicht erhöht.


Schneidgeschwindigkeit

Schnittgeschwindigkeit, Perforationseffizienz, Schnittqualität und andere Aspekte bilden eine Laserschneideffizienz, die ein umfassender Index für die Bewertung von Lasern (Maschinen) ist.


Faserlaser haben Vorteile, um dünne Platten zu schneiden, insbesondere solche mit einer Dicke von weniger als 3 mm. Im Vergleich zu CO2-Lasern kann das maximale Schnittgeschwindigkeitsverhältnis 4: 1 erreichen; und 6mm ist die kritische Dicke für den Austausch der Vorteile der beiden Laser. Zum Schneiden von Platten mit einer Dicke von mehr als 6 mm hat Faserlaser keinen Vorteil; Wenn die Dicke zunimmt, zeigt CO2 allmählich einen Vorteil, ist jedoch nicht signifikant.


Im Allgemeinen haben Faserlaser Vorteile in der Schneidgeschwindigkeit.


Perforationseffizienz.


Bevor der Laserstrahl das Werkstück schneiden beginnt, muss er das Werkstück eindringen. Die Perforationszeit des Faserlasers ist offensichtlich länger als der von CO2.


Nehmen Sie den 3KW-Faserlaser- und CO2-Laser als Beispiele ein. Für Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von 8 mm beträgt der letztere 1 Sekunde weniger als der erstere; Bei 10mm beträgt letzterer 2 Sekunden weniger; Wenn die Dicke zunimmt, wird der Vorteil von CO2-Lasern in der Perforation immer bedeutender.


Wenn die Perforation 2000 Mal pro Tag ist und der Zeitdifferenz zwischen jeder Perforation 3 Sekunden beträgt, beträgt der Perforationszeitdifferenz pro Tag 6000 Sekunden, was ungefähr 1,7 Stunden beträgt.

Der CO2-Laser kann aufgrund seiner hohen Perforationseffizienz um 1,7 Stunden pro Tag reduzieren. Auch wenn konservative Daten verwendet werden, einschließlich der Arbeit (30 Yuan / Stunde), der Ausrüstung der Ausrüstung (25 Yuan / Stunde) und der Site (2 Yuan / Stunde) Kosten, sind die Kosteneinsparungen (CO2-Laser):

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

Sektion Qualität.

Die Querschnittsqualität bezieht sich normalerweise auf Rauheit (Oberflächen) und Senspendkularität.

Beim Schneiden von Stahlplatten mit einer Dicke von weniger als 3 mm ist die Schnittqualität (Rauheit und Senkrechtlichkeit) des Faserlaserschneidens etwas schlechter als das von CO2. Wenn die Dicke zunimmt, wird der Unterschied in der Schnittqualität offensichtlicher.


Für Edelstahl mit einer Dicke von ≥3 mm ist der vom Faserlaser geschnittene Abschnitt frostiert, während der CO2 hell ist. Für Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von 16 mm ist die Vertikalität des Faserlaserschneidabschnitts viel schlechter als der von CO2, der erstere ist 0,4-0,5 mm, und der letztere kann 0,1 mm erreichen. Darüber hinaus weist die Kohlenstoffstahlplatte eine hohe Absorptionsrate von Faserlaserenergie auf, was ein Nachteil beim Schneiden von kleinen Löchern (Apertur ≤ Plattendicke) ist, und die Schneidqualität ist schlecht.


Die Genauigkeit des Laserschneidens hat übrigens nichts, mit welchem ​​Laser verwendet wird, sondern ist mit der Genauigkeit der Maschinenpositionierungsgenauigkeit, der Positioniergenauigkeit und der Konsistenz der Schlitzbreite verbunden. Der Schlitz für das Faserlaserschneiden ist eng, und der Schlitz für CO2 ist etwas breiter. Die Breite des Schlitzes beeinflusst jedoch nicht die Genauigkeit der Teile, da die Schlitzkompensationsfunktion die Schlitzbreite versetzen kann.


Welcher Faserlaser- oder CO2-Laser ist besser?


Mit den obigen Daten ist es nicht schwierig, eine logische Schlussfolgerung zu zeichnen und eine rationale Wahl zu treffen. Es kann nicht gesagt werden, dass der Faserlaser gut ist, noch kann man sagen, dass CO2-Laser gut ist. Es sollte auf Basis bestimmter Anwendungen analysiert und beurteilt werden.

Wir sehen, dass Faserlaser und CO2-Laser ihre eigenen Vor- und Nachteile haben, wenn sie auf bestimmte Anwendungsanforderungen stehen. Derzeit und für einen Zeitraum in der Zukunft können Faserlaser und CO2-Laser nicht gegenseitig ersetzen, sondern nur koexistieren und ergänzen. Der technologische Fortschritt von radial polarisierten CO2-Lasern ist erwähnenswert, und es kann den Spalt mit Faserlasern in dünnem Plattenschneiden einschränken.


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