Was ist besser: Faserlaserbeschriftungsmaschinen oder CO2? Dieses Thema wird in der Fertigungsbranche schon seit vielen Jahren diskutiert. Denn Laserpuristen bestehen darauf, dass CO2 die bessere Technologie ist, während andere auf neue Innovationen bei Faserlaserbeschriftungsanlagen drängen, die genau das Gegenteil behaupten. Wer hat Recht? Welche Technologie ist die bessere?
Die Antwort liegt in der Tatsache, dass viele Hersteller sowohl Faserlaser- als auch CO2-Technologie in ihren mechanischen Produktlinien anbieten. Der Grund dafür ist, dass es erhebliche Unterschiede in der Technologie und den Möglichkeiten sowie in der Leistung bei bestimmten Materialien, Stärken und Anwendungen gibt. Es kommt ganz darauf an, welche Art von Material Sie schneiden möchten.
In einem früheren Artikel haben wir festgestellt, dass Faserlaserschneider mehr Leistung aus dem Resonator oder der Stromversorgung in den Schneidkopf leiten. Dies wird dadurch erreicht, dass der Strahl nicht an einem Spiegel reflektiert und dann durch viele Linsen neu fokussiert werden muss. Der Strahl bleibt auf die Quelle fokussiert. Die Vorteile von CO2-Lasern liegen in ihrer Flexibilität und der Materialart.
Was ist eine Faserlaser-Markierungsmaschine?
Ein Faserlaser ist einfach die Bezeichnung für das faseroptische Zuführungssystem, das einen intensiven und verstärkten Lichtstrahl an den Schneidkopf einer Lasermaschine liefert. Dieser Begriff beschreibt nicht den Prozess der Erzeugung der Lichtquelle (der sich von dem einer CO2-Resonanz unterscheidet). Die Faseroptik hat die Herstellung von Lasern wesentlich vereinfacht, und viele Maschinen sind jetzt zu sehr niedrigen Preisen erhältlich.
Wie funktioniert eine Faserlaser-Markierungsmaschine?
Die Faseroptik nimmt die Lichtquelle aus dem Resonanzraum der Laserschneidmaschine auf und leitet sie an den CNC-gesteuerten Schneidkopf weiter. Der Laser wird vom Schneidkopf durch eine Reihe von Linsen auf die Materialoberfläche fokussiert. Er tritt am Ende des Glasfaserkabels aus.
Was ist ein CO2-Laser?
Die eigentliche Methode zur Erzeugung eines CO2-Lasers ist der Prozess. In einem Resonator, der mit hoher Geschwindigkeit mit CO2-Gas (Turbine, Gebläse) durchströmt wird, werden die Lichtteilchen der Ionen aufgespalten (in der Regel durch HF-Anregung oder Gleichstromanregung). Dadurch stoßen die Lichtteilchen zusammen und teilen sich in größeren Abständen.
Wie funktioniert ein CO2-Laser?
CO2-Laser und Faserlaser: Vorteile und Nachteile der beiden
Die Faserlaser-Gravurtechnologie ist eine monolithische, Faser-zu-Faser-, eine kompakte Solid-State-Konfiguration, die flaches Metall schneidet. Dies ist der Hauptvorteil. Faserlaser haben niedrigere Betriebskosten als vergleichbare CO2-Laser. Die Eigenschaften des Faserlaserstrahls sorgen für schnellere Schneidgeschwindigkeiten als der CO2-Laser. Faserlaserschneidsysteme sind in der Lage, mit einem Faserlaser höherer Leistung mehr als einen Zoll zu schneiden, und sogar noch schneller, wenn Stickstoff als Hilfsgas verwendet wurde.
Die größten Vorteile gegenüber CO2-Systemen lassen sich jedoch im Bereich von 1/2 Zoll und darunter erzielen. Es ist klar, dass die Faserlasertechnologie die effizienteste und kostengünstigste Methode ist, um Edelstahl, Kupfer, Aluminium, Messing oder Kupfer zu bearbeiten. Für das Schneiden von Holz, Acryl oder Leder ist diese Technologie ebenfalls verfügbar. Es wird empfohlen, einen CO2-Laser zu verwenden.
Vorteile CO2-Laser
- Oberflächengüte: CO2-Laser erzeugen in der Regel eine bessere Kantenqualität an Arbeitsplätzen aus Edelstahl und Aluminium.
- Vielseitigkeit: CO2-Laser bieten Flexibilität für eine Reihe von Laseranwendungen, auch für Nicht-Metalle.
- Bekannte Technologie: Da die CO2-Lasertechnologie seit mehr als 30 Jahren bekannt ist, sind die Ergebnisse absolut vorhersehbar, was dem Anwender ein hohes Maß an Sicherheit bietet.
Nachteile CO2-Laser
- Betriebskosten: Die Kosten des CO2-Lasers für Spiegel, Faltenbälge und Lasergas, die erforderlich sind, um das Strahlführungssystem sauber und rein zu halten, sind 70% höher als die von CO2-Resonatoren und Gebläsen verbrauchte Leistung.
- Wartung: Das Strahlführungssystem muss gewartet werden. Dies ist für die Fertigung störend und sehr teuer.
- Geschwindigkeit: CO2-Laser können bei dünnen Materialien nicht mit Faserlasern konkurrieren. Beispielsweise beträgt die empfohlene Schnittgeschwindigkeit für einen 4KW-CO2-Laser in 16-GA-Stahl mit N2 als Schneidgas nur 260 IPM, verglichen mit etwa 1.417 IPM für einen gleich ausgestatteten Faserlaser - ein erheblicher Unterschied.
Vorteil Faserlaser
- Investitionskosten: Der Preis der Festkörperlasertechnologie sinkt mit ihrer zunehmenden Verbreitung. Voll ausgestattete inländische Faserlaserschneidmaschinen können ab $300K gekauft werden.
- Wartung: Das Fehlen von Strahlführungssystemen und die weitgehende Verwendung von Spiegeln, Faltenbälgen und gasbenetzten Faserlasern (insbesondere bei den Festkörperresonatoren) reduziert den Wartungsaufwand und die damit verbundenen Kosten erheblich.
- Geschwindigkeit: Im Wettbewerb zwischen Faserlasern und CO2-Lasern für dünne Materialien gibt es einfach keinen Vergleich. Fasern sind zwei- bis dreimal so schnell wie Gauge-Materialien.
- Betriebskosten: Faserlaser benötigen aufgrund des geringeren Strom- und Kühlungsbedarfs der Resonatoren nur etwa ein Drittel des Stromverbrauchs ihrer CO2-Gegenstücke. Dies, zusammen mit schnellerem Schneiden und weniger Wartung, macht Faserlaser sehr kosteneffizient.
Nachteile Faserlaser
- Behandlung von dicken Materialien: Der Vorteil von CO2-Lasern für die Oberflächenbehandlung ist ihre Fähigkeit, dickere Materialien wie Edelstahl und Aluminium zu bearbeiten. Auch wenn die Faserlasertechnologie in weiter Ferne liegt, bleibt CO2 der Marktführer in diesem Bereich.
- Allgemeine Flexibilität: Der CO2-Laser ist flexibler als andere Laser und kann eine größere Vielfalt von Materialien schneiden, insbesondere Nichtmetalle. Glasfasertechnologien können Messing und Kupfer direkt schneiden (CO2-Laser hatten große Schwierigkeiten mit diesen Materialien), aber sie sind immer noch begrenzt in ihrer Verwendung, insbesondere für nicht-metallische Anwendungen.
- Technologie/Komfortniveau: Wenn es in Ihrem Betrieb CO2-Lasersysteme gibt, ist es möglich, dass Sie diese Technologie zunächst als den “Teufel, den Sie kennen” und nicht als den “Teufel, den Sie nicht kennen” betrachten.”
Welche Materialien können mit CO2-Lasern und Faserlasern geschnitten werden?
CO2-Laser Gravurprodukte
Faserlaser-Gravurprodukte
Der Vorteil von CO2-Lasern ist, dass sie mit einer breiten Palette von Materialien arbeiten können. Sie können mit organischen Materialien (Nicht-Metallen) arbeiten. Organische Materialien sind z. B. Holz, Acryl, Kunststoff, Gummi, Leder und dergleichen. Faserlaser werden hauptsächlich für Metalle verwendet.
Allerdings können CO2-Laser nicht bei einer Vielzahl von Metallen eingesetzt werden. Das liegt daran, dass einige Metalle von Natur aus stark reflektierend sind. Mit reflektierend meine ich, dass diese Metalle in der Lage sind, Licht/Laser zu reflektieren (zu reflektieren). Das ist so, als würde man eine Taschenlampe auf einen Spiegel richten und das Licht wird zurückgeworfen. Metalle wie Aluminium, Kupfer, Gold, Messing und Silber sind stark reflektierend. Wenn das Licht in ein Lasergerät zurückgeworfen wird, kann es dieses beschädigen, und die Reparatur eines CO2-Lasers kostet Tausende von Dollar! Vergewissern Sie sich also dreifach, dass das Lasergerät, das Sie kaufen, mit dem von Ihnen benötigten Material arbeiten kann, ohne es zu beschädigen. CO2-Lasermaschinen haben einen Laserstrahl, der von stark reflektierenden Metallen leicht zurückgeworfen wird. Faserlaser haben einen Laserstrahl mit einer viel niedrigeren Frequenz.
(In der Tat sind fast alle Metalle von Natur aus reflektierend. Es ist nur so, dass einige Metalle mehr reflektieren als andere.)
Die kürzeren Wellenlängen von Faserlasern eignen sich zwar für eine Vielzahl von Metallen, nicht aber für organische/nichtmetallische Materialien. CO2-Geräte können auch auf organischen Materialien wie Holz und Kunststoff eingesetzt werden. Ein Faserlaser-Gravurgerät kann einen Brand verursachen, wenn es auf Holz eingesetzt wird. Bei der Verwendung auf Kunststoff kann er diesen schmelzen.
Ein CO2-Laser kann mit Metall arbeiten, solange er genügend Leistung (Watt) hat. Man braucht etwa 25-150 Watt, um etwas wie Stahl zu gravieren, und etwa 300 Watt, um es zu schneiden. CO2-Laser müssen auch Sauerstoff als Träger verwenden, um diese Metalle zu schneiden. Beachten Sie, dass zum Gravieren/Markieren von Material weniger Leistung (Watt) erforderlich ist als zum Schneiden.
Ich habe einige Materialien aufgeführt, die in Kombination mit Faserlasern und CO2-Lasern verwendet werden können. Ich empfehle Ihnen dringend, sich online und bei dem Unternehmen, bei dem Sie kaufen, doppelt und dreifach zu vergewissern, dass die Lasermaschine, die Sie kaufen, mit dem Material, das Sie schneiden möchten, kompatibel ist.
Materialien, mit denen CO2-Laserschneider arbeiten können.
- Holz
- Acrylfaser
- Ziegelstein
- Stoff
- Delrin
- Stoff
- Leder
- Marmor
- Matte Platte
- Melamin
- Papier
- Polyester-Folie
- Pressspan
- Gummi
- Holzfurnier
- Glasfaser
- Lackiertes Metall
- Fliese
- Kunststoff
- Kork
- Corian
- Eloxiertes Aluminium
Materialfaserlaser sind verfügbar.
- Aluminium
- Wolfram
- Hartmetall
- Nicht-Halbleiter-Keramik
- Chrom-Legierungen
- Lackiertes Metall
- Glasfaser
- Kohlenstoff-Fasern
- Nickel
- Kunststoff
- Polymere
- Gummi
- Silber
- Gold
- Rostfreier Stahl
Wie hoch sind die Anschaffungs- und Betriebskosten?
Wenn Sie eine Lasermaschine kaufen, müssen Sie die Gesamtbetriebskosten kennen, um zu wissen, ob Sie eine sinnvolle Investition tätigen. Die Gesamtbetriebskosten setzen sich zusammen aus den Kosten für das Lasergerät beim Kauf und den Kosten für Betrieb und Wartung/Reparatur im Laufe der Zeit.
Heutzutage sind die Anschaffungskosten für einen Faserlaser höher als für einen CO2-Laser. High-End-Faserlaser beginnen in der Regel bei $40.000. High-End-CO2-Maschinen beginnen in der Regel bei $10.000. Im Allgemeinen sind Faserlaser wahrscheinlich teurer als CO2-Maschinen mit den gleichen Statistiken und Merkmalen (z. B. Leistung (Watt), Größe, Geschwindigkeit usw.).
Die anfänglichen Kosten für eine Lasermaschine sind nur ein Teil der Gleichung. Es ist wichtig, auch die Kosten für die Wartung, den Betrieb und die Reparatur der Lasermaschinen zu berücksichtigen. Manche Leute machen den Fehler, den Anschaffungspreis der Lasermaschine zu betrachten und dabei die Betriebskosten zu vergessen. Lasermaschinen werden im Laufe der Zeit gewartet und repariert. Machen Sie diesen Fehler nicht, vor allem nicht, wenn Sie das Lasergerät regelmäßig benutzen werden.
Berechnung der Gesamtbetriebskosten
In der Regel sind die Gesamtkosten eines CO2-Lasers im Laufe der Zeit höher als die eines Faserlasers. Bei der Berechnung der Gesamtkosten eines Lasers sind einige Dinge zu beachten.
- Verbrauchsmaterial: CO2-Laser benötigen zum Betrieb ein Gas (z. B. Sauerstoff oder Stickstoff), während dies bei Faserlasern nicht der Fall ist. (Faserlaser können Gas für eine bessere Schnittqualität verwenden).
- Stromverbrauch: Faserlaserschneider verbrauchen etwa dreimal so viel Energie wie CO2-Laser. Das bedeutet, dass der Faserlaser dreimal weniger Energie verbraucht, um das Gleiche zu schneiden.
- Wartung/Reinigung von Teilen: CO2-Laser haben Teile wie Spiegel, Turbinen und Wassertanks, die gereinigt und repariert werden müssen. Wenn Sie das nicht tun, können sie ausfallen und Sie kosten Geld für Reparaturen. Achten Sie daher darauf, dass Sie die Bedürfnisse Ihrer Lasermaschine berücksichtigen. Das kann Ihnen auf lange Sicht eine Menge Geld sparen.
- Reparieren: Bei CO2-Laserteilen ist die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls größer als bei Faserlaserteilen. Es wird geschätzt, dass eine Faserlaser-Maschine erst nach 50.000 bis 100.000 Stunden ausfällt, während es bei CO2 etwa 20.000 Stunden dauert. Faserlaserschneider sind sozusagen Festkörpermaschinen (fast alles in einem Stück). Das bedeutet, dass sie keine beweglichen Teile haben. Daher ist die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls oder eines nicht funktionierenden Betriebs viel geringer.
- Lebenserwartung: Jede Maschine geht irgendwann kaputt ...... Im Allgemeinen halten hochwertige CO2-Lasermaschinen etwa 10-15 Jahre. Fasern können doppelt so lange, wenn nicht sogar dreimal so lange halten.
Denken Sie an diese Punkte, wenn Sie versuchen, die Kosten für die von Ihnen gewählte Lasermaschine zu berechnen. Wenn Sie nicht oft Materialien schneiden und nichtmetallische Materialien wie Holz oder Acryl schneiden müssen, ist eine CO2-Maschine die beste Wahl. Wenn Sie viel Metall schneiden müssen, insbesondere dünnes Metall, dann ist ein Faserlaser möglicherweise die beste Wahl für Sie.
Eine weitere Sache, die Sie sich merken sollten, ist die Arbeit mit Ihrem Lasergerät. Das ist die Zeit. Sie wissen, was man sagt: Zeit ist Geld. Wie schnell Ihre Lasermaschine arbeitet, kann einen großen Unterschied im Wert Ihrer Investition ausmachen.
Schneidgeschwindigkeit - Wie schnell schneidet Ihr Laser?
Schnittqualität - Wie glatt sollen die Kanten sein?
Einer der Vorteile von CO2-Lasern beim Schneiden ist, dass ihre Schnittkantenqualität (Schärfe/finere Kanten) über den gesamten Dickenbereich des Materials gleichbleibend ist. Das bedeutet, dass Sie sich keine Sorgen machen müssen, dass Ihre Kanten beim Schneiden von dünnem oder dickem Material schlecht aussehen. Der Faserlaser ist weniger effizient bei der Herstellung gleichmäßiger Schnitte, wenn das Material dicker wird.
Beachten Sie, dass Faserlasergravierer mit der Zeit immer besser werden. Heute ist die Qualität der Schnitte in der Dicke nicht mehr so schlecht wie in den Anfangszeiten der Faserlaser. Wenn Sie sich wirklich für Faserlaserschneider interessieren, aber Bedenken wegen der Schnittqualität haben, sollten Sie sich von dem Unternehmen, bei dem Sie kaufen, eine Vorführung zeigen lassen. Bei Morphy machen wir genau das. Jeder, der in der Nähe ist, kann bei uns vorbeikommen, damit wir die Muster ausschneiden können, die er vielleicht braucht. Unsere Kunden können sich darauf verlassen, dass ihre Maschinen das Produkt schneiden, das sie benötigen.
Punkte, die beim Kauf einer CO2 VS Faserlaser-Maschine zu beachten sind.
- Ausgehend von Daten, die ich online gefunden habe, kostet ein 4-kW-Laserschneider im Durchschnitt $12,73/Std. CO2-Laser pro Tag. Die durchschnittlichen Kosten für einen 4-kW-Faserlaserschneider liegen bei $6,24/Std.
- Faserlasermaschinen werden hauptsächlich zum Schneiden dünner Metalle (0-5 mm) und zum Markieren, Gravieren, Glühen, Ätzen und sogar Schweißen von Metallen eingesetzt.
- CO2-Laser können zum Schneiden, Markieren und Gravieren einer breiten Palette von nichtmetallischen Materialien wie Kunststoffen, Textilien und Steinen eingesetzt werden.
- Faserlasermaschinen benötigen weniger Platz als CO2-Lasermaschinen. CO2-Lasermaschinen benötigen Gastanks, Pumpen und Rohrleitungen. Im Gegensatz dazu sind faseroptische Maschinen viel kompakter.