Quoi de mieux, les machines de marquage laser à fibre ou le CO2 ? Ce sujet a été discuté dans la communauté manufacturière pendant de nombreuses années. Parce que les puristes du laser insistent sur le fait que le CO2 est la meilleure technologie, tandis que d’autres font pression pour de nouvelles innovations dans les machines de marquage laser à fibre qui insistent exactement sur le contraire. Qui a raison? Quelle technologie est supérieure?
La réponse réside dans le fait que de nombreux fabricants proposent à la fois la technologie laser à fibre et la technologie CO2 dans leurs gammes de produits mécaniques. En effet, il existe des différences significatives dans la technologie et les capacités, ainsi que dans leurs performances dans des matériaux, des épaisseurs et des applications spécifiques. Tout dépend du type de matériau que vous souhaitez couper.
Dans un article précédent, nous avons constaté que les découpeurs laser à fibre obtenaient plus de puissance pour la tête de découpe à partir du résonateur ou de l’alimentation. Cela se fait en n’ayant pas besoin de réfléchir le faisceau sur un miroir, puis de le recentrer à travers de nombreuses lentilles. Le faisceau reste focalisé sur la source. Les avantages des lasers CO2 sont leur flexibilité et leur type de matériau.
Qu’est-ce qu’une machine de marquage laser à fibre ?
Un laser à fibre est simplement le terme désignant le système de livraison à fibre optique qui délivre un faisceau de lumière intense et amplifié à la tête de coupe d’une machine laser. Ce terme ne décrit pas le processus de création de la source lumineuse (qui est différent d’une résonance CO2). La livraison de faisceaux de fibres optiques a rendu la fabrication de lasers beaucoup plus facile et de nombreuses machines sont maintenant disponibles à des prix très bas.
Comment fonctionne une machine de marquage laser à fibre ?
La fibre optique prend la source lumineuse de la cavité résonnante de la machine de découpe laser et la transmet à sa tête de coupe contrôlée par CNC. Le laser est focalisé à travers une série de lentilles sur la surface du matériau par la tête de coupe. Il émet par l’extrémité le câble à fibre optique.
Qu’est-ce qu’un laser CO2 ?
La méthode réelle de création d’un laser CO2 est le processus. Un résonateur soufflé à grande vitesse avec du gaz CO2 (turbine, soufflante) utilise une variété d’ions pour séparer les particules légères (généralement une excitation RF ou une excitation DC). Cela provoque la collision des particules de lumière, puis leur division à des intervalles plus grands.
Comment fonctionne un laser CO2 ?
CO2 vs lasers à fibre : avantages et inconvénients de chacun
La technologie de gravure laser à fibre est une configuration monolithique, fibre à fibre, compacte à l’état solide qui coupe le métal plat. C’est le principal avantage. Le laser à fibre a des coûts d’exploitation inférieurs à ceux des lasers CO2 comparables. Les caractéristiques du faisceau laser à fibre permettent des vitesses de coupe plus rapides que le CO2. Les systèmes de découpe au laser à fibre sont capables de couper plus d’un pouce en utilisant un laser à fibre de puissance plus élevée et encore plus rapidement lorsque l’azote a été utilisé comme gaz auxiliaire.
Cependant, le meilleur endroit pour obtenir le plus grand avantage par rapport aux systèmes au CO2 est la plage de 1/2 pouce et inférieure. Il est clair que la technologie laser à fibre est le moyen le plus efficace et le plus rentable de travailler avec de l’acier inoxydable, du cuivre, de l’aluminium, du laiton ou du cuivre. Si vous coupez du bois, de l’acrylique ou du cuir, cette technologie est également disponible. Il est recommandé d’utiliser un laser CO2.
Avantages des lasers CO2
- Finition de surface : les lasers CO2 produisent généralement une meilleure qualité des bords sur les postes de travail en acier inoxydable et en aluminium.
- Flexibilité : les lasers CO2 offrent une flexibilité pour une gamme d’applications laser, y compris les non-métaux.
- Technologie connue : Parce que la technologie laser CO2 existe depuis plus de 30 ans, les résultats sont totalement prévisibles. Cela offre un bon niveau d’assurance pour l’utilisateur.
Inconvénients des lasers CO2
- Dépenses d’exploitation : Le coût du laser CO2 des miroirs, des soufflets et du gaz laser requis pour maintenir le système de distribution du trajet du faisceau propre et pur est supérieur de 70 % à la puissance consommée par les résonateurs et soufflantes CO2.
- Maintenance : Le système de livraison du trajet du faisceau nécessite une maintenance. Ceci est perturbateur pour la fabrication et très coûteux.
- Rapidité : Les lasers CO2 ne sont pas en mesure de rivaliser avec la fibre optique dans les matériaux fins. Par exemple, la vitesse de coupe recommandée pour un CO2 de 4KW dans de l’acier doux 16 GA utilisant du N2 comme gaz de coupe n’est que de 260 IPM, contre environ 1 417 IPM pour le même laser à fibre équipé, une différence significative.
Laser à fibre Avantage
- Coût d’investissement : Le prix de la technologie laser à semi-conducteurs diminue à mesure qu’elle devient plus populaire. Des machines de découpe laser à fibre domestique entièrement équipées peuvent être achetées à partir de 300 000 $
- Maintenance : L’absence de systèmes de transmission de faisceaux et leur utilisation intensive de miroirs, de soufflets et de lasers à fibre mouillés de gaz (en particulier les types de résonateurs à semi-conducteurs) réduisent considérablement la quantité de maintenance requise et les coûts associés à la maintenance.
- Vitesse : Dans la concurrence entre les lasers à fibre et les lasers CO2 pour les matériaux minces, il n’y a tout simplement pas de comparaison. Les fibres sont deux à trois fois plus rapides que les matériaux de jauge.
- Coûts d’exploitation : les lasers à fibre nécessitent environ 1/3 de la consommation d’énergie de leurs homologues au CO2 en raison des exigences d’alimentation et de refroidissement des résonateurs plus faibles. Ceci, associé à une coupe plus rapide et moins d’entretien, rend les lasers à fibre très rentables.
Inconvénients des lasers à fibre
- Traitement de matériaux épais : L’avantage des lasers CO2 pour le traitement de surface est leur capacité à traiter des matériaux plus épais, comme l’inox et l’aluminium. Bien que la technologie laser à fibre soit un avenir lointain, le CO2 reste le leader du marché dans ce domaine.
- Flexibilité globale : Le laser CO2 est plus flexible que les autres lasers et peut couper une plus grande variété de matériaux, en particulier les non-métaux. Les technologies à fibre optique peuvent couper le laiton et le cuivre dès la sortie de la boîte (les lasers CO2 avaient de grandes difficultés avec ces matériaux), mais leur utilisation est encore limitée, en particulier pour les applications non métalliques.
- Niveau technologie/confort : S’il y a des systèmes laser CO2 dans votre établissement, il est possible que vous voyiez initialement cette technologie comme le « diable que vous connaissez » et non le « diable que vous ne connaissez pas ».
Quels matériaux les lasers CO2 et les lasers à fibre peuvent-ils couper ?
Produits de gravure laser CO2
Produits de gravure laser à fibre
- Bois
- Fibre acrylique
- Brique
- Tissu
- Delrin
- Chiffon
- Cuir
- Marbre
- Conseil mat
- Mélamine
- Papier
- Film de polyester
- Carton pressé
- Caoutchouc
- Vernis à bois
- Fibres de verre
- Métal peint
- Tuile
- Plastique
- Liège
- corian
- Aluminium anodisé
Des lasers à fibre matérielle sont disponibles.
- Aluminium
- Tungstène
- Carbure
- Céramiques non semi-conductrices
- Alliages chromés
- Métal peint
- Fibres de verre
- Fibres de carbone
- Nickel
- Plastique
Polymères - Caoutchouc
- Argent
- Or
- Acier inoxydable
Quels sont les coûts d'achat et d'exploitation ?
When purchasing a laser machine, you need to know the total cost of ownership to see if you are making a wise investment. Total cost of ownership means the cost of the laser machine when you purchase it and the cost of operating and maintaining/repairing it over time.
Today, the initial/upfront cost of a fiber laser is higher than that of a CO2 laser. High-end fiber lasers typically start at $40,000. High-end CO2 machines typically start at $10,000. In general, fiber lasers are likely to cost more than CO2 machines with the same statistics and features (e.g., power (watts), size, speed, etc.).
The initial or up-front cost of a laser machine is only one part of the equation. It is important to also consider the costs of maintaining, operating, and repairing the laser machines. Some people make the mistake of looking at the initial price of the laser machine and forgetting to calculate the operating costs. Maintain and repair laser machines over time. Don’t make this mistake, especially if you are going to use the laser machine regularly.
Calculating the total cost of ownership
Typically, the overall cost of a CO2 laser is higher than that of a fiber laser over time. Here are some things to consider when calculating the total cost of a laser.
- Consumables: CO2 lasers require a gas (such as oxygen or nitrogen) to operate, whereas fiber lasers do not. (Fiber lasers can use gas for better cut quality).
- Power Consumption: Fiber laser cutters consume about three times as much energy as CO2 lasers. This basically means that the fiber laser uses 3 times less power to cut the same thing.
- Parts maintenance/cleaning: CO2 lasers have parts such as mirrors, turbines and water tanks that need to be cleaned and repaired. If not, they can break down and cost you money in repairs. Therefore, make sure you remember to pay attention to the needs of your laser machine. It can save you a lot of money in the long run.
- Repair: CO2 laser parts are more likely to fail than fiber laser parts. It is estimated that it takes about 50,000 to 100,000 hours for a fiber laser machine to fail, while CO2 takes about 20,000 hours. Fiber laser cutters are what you would call solid-state machines (almost all in one piece). This means that they have no moving parts. Therefore, the likelihood of failure or non-functional operation is much lower.
- Lifespan: Every machine will eventually break down …… Generally speaking, high-end CO2 laser machines last about 10-15 years. Fibers can last twice as long if not more than three times as long.
Vitesse de coupe – Quelle est la vitesse de votre découpe laser ?
Qualité de coupe – À quel point voulez-vous que vos bords soient lisses ?
Points à considérer lors de l'achat d'une machine laser à fibre CO2 VS.
- D’après les données que j’ai trouvées en ligne, le prix moyen d’un découpeur laser de 4 kW coûte 12,73 $/heure au laser CO2 par jour. Le coût moyen d’un découpeur laser à fibre de 4 kW est de 6,24 $/h.
- Les principales utilisations des machines laser à fibre sont la découpe de métaux minces (0-5 mm) et le marquage, la gravure, le recuit, la gravure et même le soudage des métaux.
- Les lasers CO2 peuvent couper, marquer et graver une large gamme de matériaux non métalliques tels que les plastiques, les textiles et les pierres.
- Les machines laser à fibre prennent moins de place que les machines laser CO2. Les machines laser co 2 nécessitent des réservoirs de gaz, des pompes et des tuyaux. En revanche, les machines à fibre optique sont beaucoup plus compactes.
Conclusion - Alors ...... lequel devriez-vous acheter?
Si vous découpez/gravez des matériaux organiques ou non métalliques, vous recherchez bien sûr une découpeuse laser CO2.
Si la majorité de votre production concerne des métaux fins, vous pouvez envisager d’investir dans une machine laser à fibre. Avec une machine laser à fibre, votre production sera plus rapide et les coûts des heures supplémentaires ne seront pas aussi élevés qu’avec une machine laser CO2.