CO2 レーザーとファイバー レーザー:長所と短所

CO2とファイバーレーザー、どちらが優れていますか?レーザー純粋主義者は CO2 の方が優れた技術であると主張し、ファイバーレーザーの新しいイノベーションを推進する他の人々は正反対のことが真実であると主張しているため、これは数年前から製造業界で一般的な議論でした。しかし、誰が正しいですか？どのテクノロジーが優れており、収益にどのように影響しますか?

答えの手がかりは、ほとんどのメーカーが機械製品の提供で CO2 とファイバー レーザー技術の両方を提供していることを認識していることです。彼らは、特定の材料、厚さ、および特殊な用途において、技術、機能、さらに重要なことにその性能に顕著な違いがあることを見てきたので、そうしています。最終的には、切断する素材の種類と厚さに依存します。

以前の記事「キロワットが王様ではない理由」で、ファイバー レーザーが共振器または電源から切断ヘッドにより多くの電力を得ることを発見しました。これは、ビームをミラーで反射させたり、無数のレンズを介してビームを再集束させたりする必要がないため、光源で生成されるすべてのパワーを維持することで達成されます。ただし、CO2 レーザーは、材料の種類と、より幅広い材料に適応する柔軟性に関して優位性を獲得します。

ファイバーレーザーとは

ファイバーレーザーは、強力で増幅された光源をレーザーマシンの切断ヘッドにもたらす光ファイバー配信方法に使用される用語です。この用語は、光源がどのように作成されるかを指定しません (CO2 共振器とは異なります)。ファイバービーム伝送方式は、レーザーを構築するプロセスを大幅に簡素化し、そのため多くのマシンが大幅に低価格で市場に登場しました。

ファイバー レーザーの仕組み

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ファイバーは、レーザー切断機の共振器から光源を受け取り、それを CNC によって制御される切断ヘッドに送ります。切断ヘッドでは、レーザーが光ファイバー ケーブルの端から放射され、一連の焦点レンズを通して材料の表面にほぼ完全な点に再集束されます。レーザーの周囲に NO2 や O2 などの切削ガスがパージされるため、加工される材料は強力な心臓部で急速に気化し、粉塵の粒子として吹き飛ばされます。

CO2 レーザーとは

CO2レーザーは、実際にはレーザー自体の生成方法を指します。高速 (ターボまたは送風機) の下で CO2 ガスでパージされた共振器は、さまざまな方法を使用して光粒子のイオンを分割し (通常は RF または DC 励起)、光粒子が互いに衝突し、さらに大きな間隔で分割されます。 .

CO2 レーザーの仕組み

CO2 レゾネーターが十分な光を生成すると、光ファイバー方式とは異なる方法で配信されます。ビームは、保護された「laz ガス」でパージされる「ビーム経路送達システム」と呼ばれる入り組んだ経路を反射および再集束するプロセスを介して送達され、経路を純粋で清潔に保ち、送達を妨げるほこりがないようにします。レーザーの最大強度。レーザーが切断ヘッドに反射されると、ファイバーマシンが一連のレンズを使用して再集束し、高速切断ガスのシールドを使用して加工経路をパージするのと同じ方法で、再集束および放出されます。

CO2 対ファイバー レーザー:それぞれの長所と短所

アドバンテージ CO2 レーザー

• 仕上げ:CO2 レーザーは、通常、プレート ステンレスおよびアルミニウム ワークピースでより優れたエッジ品質を生成します。
• 柔軟性:CO2 レーザーは、非金属を含むさまざまなレーザー用途に柔軟に対応します。
• 既知のテクノロジー:CO2 レーザーは約 30 年以上前から存在しているため、その結果は予測可能です。これにより、ユーザーに適切なレベルの保証が提供されます。

短所 CO2 レーザー

• 運用コスト:ミラー、レンズ ベローズ、およびビーム パス デリバリー システムを純粋でクリーンな状態に保つために必要なガスを除けば、CO2 レゾネーター、ブロワー、チラーなどにより多くの電力が必要なため、電力消費コストは 70% 高くなります。
• メンテナンス:上記のビーム パス デリバリー システムのすべてのコンポーネントにはメンテナンスが必要です。これは、製造に支障をきたすだけでなく、非常にコストがかかる可能性があります。
• スピード:薄い素材では、CO2 レーザーはファイバーに太刀打ちできません。例として、N2 を切断ガスとして使用する 16 GA 軟鋼の 4KW CO2 の推奨切断速度はわずか 260IPM ですが、同等に装備されたファイバー レーザーの切断速度は約 1,417 IPM であり、かなりの差があります。

アドバンテージ ファイバーレーザー

• 投資コスト:固体レーザー技術の普及に伴い、システムのコストは低下しています。たとえば、設備の整った国産のファイバーレーザー切断システムは、300K をはるかに下回る価格で購入できます
• メンテナンス:ビーム パス デリバリー システムと、ミラー、ベローズ、ガスの無数の使用がなければ、ファイバー レーザー (特に固体共振器タイプ) は、必要なメンテナンスの量を大幅に削減し、そのメンテナンスに関連するコストを大幅に削減しました。 .
• 速度:ファイバー レーザーと薄い素材の CO2 レーザーの競争では、比較することはできません。ファイバーは、ゲージ材料の速度を 2 倍から 3 倍にします。
• 運用コスト:共振器の電力要件と冷却要件が低いため、ファイバー レーザーに必要な電力消費は、CO2 の約 1/3 です。メンテナンスの軽減、消耗品の削減、および切断の高速化と相まって、ファイバー レーザーの部品あたりのコストが非常に有利になります。

短所ファイバーレーザー

• 厚い素材の仕上げ:CO2 レーザーの利点の 1 つは、厚い素材、特にステンレス鋼とアルミニウムで得られる仕上げです。ファイバー レーザー技術は、この記事の執筆時点ではそれほど遠くありませんが、CO2 は依然としてこの分野のリーダーです。
• 全体的な柔軟性:前述したように、CO2 レーザーは、より幅広い材料、特に非金属を切断する柔軟性を備えています。ファイバー技術が追いついており、実際に真鍮と銅を箱から出して切断することができますが (CO2 レーザーはこれらの材料に非常に苦労しています)、特に非金属アプリケーションでの使用には制限があります。
• 既知のテクノロジー/快適さのレベル:現在施設で 1 つまたは複数の CO2 レーザー システムを実行している場合、最初はそのテクノロジーの方向性に大きく左右される可能性があります。しない。

結論

CO2レーザー対ファイバーレーザー技術は、私たちの業界から徐々に消えつつある議論です.ファイバー レーザー技術が古くなるにつれて、エンジニアやメーカーは CO2 レーザー効果をエミュレートする方法を発見し、成功を収めています。レーザー光源をさまざまな波長で生成し、その波長を特別に「調整された」光ファイバーケーブルで提供することにより、より厚い材料でより良い結果を達成し、ファイバーレーザー技術に対する議論を迅速に排除しています.さらに、ファイバーレーザーのコストが大幅に低下しているため、通常は技術が手が届かない小規模から中規模の製造工場の範囲に入っています。この新しい機能は、投資コストの削減によって緩衝され、ファイバーの明るい未来を約束します。

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