Что лучше - волоконно-оптические лазерные маркировочные машины или CO2? Эта тема обсуждается в производственном сообществе уже много лет. Лазерные пуристы настаивают на том, что CO2 - лучшая технология, в то время как другие продвигают новые инновации в области волоконно-лазерных маркировочных машин, которые настаивают на прямо противоположном. Кто же прав? Какая технология лучше?
Ответ кроется в том, что многие производители предлагают в своих линейках механической продукции как волоконный лазер, так и технологию CO2. Это связано с тем, что существуют значительные различия в технологиях и возможностях, а также в их эффективности для конкретных материалов, толщин и применений. Все сводится к тому, какой тип материала вы хотите разрезать.
В предыдущей статье мы выяснили, что волоконные лазерные резаки получают больше мощности на режущую головку от резонатора или источника питания. Это достигается благодаря отсутствию необходимости отражать луч от зеркала и затем перефокусировать его через множество линз. Луч остается сфокусированным на источнике. Преимуществами CO2-лазеров являются их гибкость и тип материала.
Что такое машина для маркировки волоконным лазером?
Волоконный лазер - это просто термин для обозначения волоконно-оптической системы доставки, которая передает интенсивный и усиленный луч света на режущую головку лазерного станка. Этот термин не описывает процесс создания источника света (который отличается от резонанса CO2). Оптоволоконная система доставки луча значительно упростила производство лазеров, и многие станки теперь доступны по очень низким ценам.
Как работает станок для маркировки волоконным лазером?
Оптоволокно принимает свет от резонансного резонатора станка лазерной резки и передает его на режущую головку с ЧПУ. Лазер фокусируется режущей головкой через ряд линз на поверхности материала. Он излучается с конца оптоволоконного кабеля.
Что такое CO2-лазер?
Фактический метод создания CO2-лазера - это процесс. Резонатор, продуваемый на высокой скорости газом CO2 (турбина, воздуходувка), использует различные виды расщепления частиц света ионов (обычно радиочастотное возбуждение или возбуждение постоянным током). Это заставляет частицы света сталкиваться, а затем расщепляться с большими интервалами.
Как работает CO2-лазер?
CO2 и волоконные лазеры: Преимущества и недостатки каждого из них
Технология волоконно-оптических лазерных граверов представляет собой монолитную, волокно к волокну, компактную полупроводниковую конфигурацию, которая режет плоский металл. В этом заключается основное преимущество. Волоконный лазер имеет более низкие эксплуатационные расходы, чем аналогичные CO2-лазеры. Характеристики луча волоконного лазера обеспечивают более высокую скорость резки по сравнению с CO2. Системы волоконно-лазерной резки способны резать более одного дюйма с помощью волоконного лазера повышенной мощности и даже быстрее, если в качестве вспомогательного газа используется азот.
Однако наибольшее преимущество перед системами CO2 достигается в диапазоне 1/2 дюйма и ниже. Очевидно, что технология волоконного лазера - это наиболее эффективный и экономичный способ работы с нержавеющей сталью, медью, алюминием, латунью или медью. Если вы режете дерево, акрил или кожу, эта технология также доступна. Рекомендуется использовать лазер CO2.
Преимущества CO2 лазеров
- Обработка поверхности: CO2-лазеры обычно обеспечивают лучшее качество кромок на рабочих поверхностях из нержавеющей стали и алюминия.
- Гибкость: CO2-лазеры обеспечивают гибкость при использовании в различных областях применения лазеров, в том числе неметаллических.
- Известная технология: Поскольку технология CO2-лазеров существует уже более 30 лет, результаты полностью предсказуемы. Это обеспечивает хороший уровень уверенности для пользователя.
Недостатки CO2 лазеров
- Эксплуатационные расходы: Стоимость зеркал, сильфонов и лазерного газа, необходимого для поддержания системы доставки луча в чистоте, на 70% больше, чем мощность, потребляемая CO2-резонаторами и воздуходувками.
- Техническое обслуживание: Система доставки луча требует обслуживания. Это нарушает производственный процесс и обходится очень дорого.
- Скорость: CO2-лазеры не могут конкурировать с волоконной оптикой при работе с тонкими материалами. Например, рекомендуемая скорость резки для CO2 мощностью 4 кВт в мягкой стали 16 GA с использованием N2 в качестве режущего газа составляет всего 260 IPM по сравнению с примерно 1 417 IPM для волоконного лазера с тем же оснащением, что является значительной разницей.
Преимущество волоконного лазера
- Стоимость инвестиций: Цена на твердотельные лазерные технологии снижается по мере того, как они становятся все более популярными. Полностью оборудованные отечественные станки для лазерной резки можно купить по цене от $300K
- Обслуживание: Отсутствие систем доставки луча и широкое использование зеркал, сильфонов и смачиваемых газом волоконных лазеров (особенно твердотельных резонаторных) значительно снижает объем необходимого обслуживания и затраты, связанные с ним.
- Скорость: В соревновании между волоконными и CO2-лазерами для тонких материалов просто нет сравнения. Волокно в два-три раза быстрее, чем тонкие материалы.
- Эксплуатационные расходы: Волоконные лазеры потребляют примерно на 1/3 меньше энергии, чем их CO2-аналоги, благодаря более низким требованиям к мощности и охлаждению резонаторов. Это, наряду с более быстрой резкой и меньшим обслуживанием, делает волоконные лазеры очень экономически эффективными.
Недостатки волоконных лазеров
- Обработка толстых материалов: Преимуществом CO2-лазеров для обработки поверхностей является их способность обрабатывать более толстые материалы, такие как нержавеющая сталь и алюминий. Хотя технология волоконных лазеров может быть далеким будущим, CO2 остается лидером рынка в этой области.
- Общая гибкость: Лазер CO2 более гибкий, чем другие лазеры, и может резать большее разнообразие материалов, особенно неметаллов. Волоконно-оптические технологии могут резать латунь и медь прямо из коробки (CO2-лазеры испытывали большие трудности с этими материалами), но их применение все еще ограничено, особенно для неметаллических применений.
- Технология/уровень комфорта: Если в вашем учреждении есть лазерные системы CO2, вполне возможно, что вы изначально рассматриваете эту технологию как “дьявол, которого вы знаете”, а не как “дьявол, которого вы не знаете”.”
Какие материалы могут резать CO2-лазеры и волоконные лазеры?
Лазеры CO2 для гравировки
Волоконные лазеры для гравировки
Преимущество CO2-лазеров в том, что они могут работать с широким спектром материалов. Они могут работать с органическими материалами (неметаллами). Органические материалы - это дерево, акрил, пластик, резина, кожа и другие подобные материалы. Волоконные лазеры в основном используются с металлами.
Однако CO2-лазеры не могут использоваться с различными металлами. Это связано с тем, что некоторые металлы по своей природе обладают высокой отражающей способностью. Под отражающей природой я подразумеваю, что эти металлы способны отражать (рефлектировать) свет/лазер. Это как направить фонарик на зеркало, и свет отразится обратно. Такие металлы, как алюминий, медь, золото, латунь и серебро, обладают высокой отражающей способностью. Если свет отразится обратно в лазерный станок, он может повредить его, а починка CO2-лазера обойдется в тысячи долларов! Поэтому убедитесь, что лазерный станок, который вы покупаете, может работать с нужным вам материалом, не причиняя ему никакого вреда. Лазерные станки CO2 имеют лазерный луч, который легко отражается от высокоотражающих металлов. У волоконных лазеров лазерный луч гораздо ниже по частоте.
(На самом деле почти все металлы по своей природе являются отражающими. Просто некоторые металлы отражают больше, чем другие).
Более короткие длины волн волоконных лазеров могут хорошо работать с различными металлами, но не с органическими/неметаллическими материалами. CO2-лазеры могут работать с органическими материалами, такими как дерево и пластик. Волоконный лазерный гравер может стать причиной пожара, если его использовать на дереве. Если его использовать на пластике, он может его расплавить.
Лазер CO2 может работать с металлом, если у него достаточно мощности (ватт). Вам понадобится около 25-150 Вт, чтобы гравировать что-то вроде стали, и около 300 Вт, чтобы резать ее. Для резки этих металлов CO2-лазеры также должны использовать кислород в качестве носителя. Обратите внимание, что для гравировки/маркировки материала требуется меньше мощности (ватт), чем для его резки.
Я перечислил несколько материалов, которые можно использовать в сочетании с волоконными лазерами и CO2. Я настоятельно рекомендую вам дважды/трижды проверить онлайн и в компании, у которой вы покупаете, что лазерный станок, который вы покупаете, совместим с материалом, который вы хотите разрезать.
Материалы, с которыми могут работать лазерные резаки CO2.
- Дерево
- Акриловое волокно
- Кирпич
- Ткань
- Дельрин
- Ткань
- Кожа
- Мрамор
- Матовая доска
- Меламин
- Бумага
- Полиэфирная пленка
- Прессборд
- Резина
- Шпон дерева
- Стекловолокно
- Окрашенный металл
- Плитка
- Пластик
- Пробка
- Corian
- Анодированный алюминий
Имеются волоконные лазеры для материалов.
- Алюминий
- Вольфрам
- Твердый сплав
- Неполупроводниковая керамика
- Хромированные сплавы
- Окрашенный металл
- Стекловолокно
- Углеродные волокна
- Никель
- Пластик
- Полимеры
- Резина
- Серебро
- Золото
- Нержавеющая сталь
Каковы затраты на приобретение и эксплуатацию?
При покупке лазерного станка вам необходимо знать общую стоимость владения, чтобы понять, разумно ли вы вкладываете деньги. Общая стоимость владения означает стоимость лазерного станка при его покупке и стоимость эксплуатации и обслуживания/ремонта в течение долгого времени.
Сегодня начальная стоимость волоконного лазера выше, чем стоимость CO2-лазера. Стоимость высокотехнологичных волоконных лазеров обычно начинается от $40 000. Высокотехнологичные CO2-установки обычно стоят от $10,000. В целом, волоконные лазеры, скорее всего, будут стоить дороже CO2-установок с теми же статистическими данными и характеристиками (например, мощность (в ваттах), размер, скорость и т. д.).
Первоначальная или стартовая стоимость лазерного станка - это только одна часть уравнения. Важно также учитывать расходы на обслуживание, эксплуатацию и ремонт лазерных станков. Некоторые люди совершают ошибку, когда смотрят на начальную цену лазерного станка и забывают рассчитать эксплуатационные расходы. Техническое обслуживание и ремонт лазерных станков необходимо проводить в течение длительного времени. Не совершайте эту ошибку, особенно если вы собираетесь использовать лазерный станок регулярно.
Расчет общей стоимости владения
Как правило, общая стоимость CO2-лазера со временем оказывается выше, чем стоимость волоконного лазера. Вот некоторые моменты, которые следует учитывать при расчете общей стоимости лазера.
- Расходные материалы: Для работы CO2-лазеров требуется газ (например, кислород или азот), а для волоконных лазеров - нет. (Волоконные лазеры могут использовать газ для повышения качества резки).
- Потребляемая мощность: Волоконные лазерные резаки потребляют примерно в три раза меньше энергии, чем CO2-лазеры. Это означает, что волоконный лазер потребляет в 3 раза меньше энергии для резки одного и того же предмета.
- Обслуживание/очистка деталей: В CO2-лазерах есть такие детали, как зеркала, турбины и резервуары для воды, которые необходимо чистить и ремонтировать. Если этого не делать, они могут сломаться и обойтись вам недешево. Поэтому не забывайте обращать внимание на потребности вашего лазерного станка. Это может сэкономить вам много денег в долгосрочной перспективе.
- Ремонт: Детали CO2-лазера чаще выходят из строя, чем детали волоконного лазера. По оценкам, для выхода из строя станка с волоконным лазером требуется от 50 000 до 100 000 часов, в то время как для CO2 - около 20 000 часов. Волоконно-лазерные резаки - это так называемые полупроводниковые машины (почти все в одном корпусе). Это означает, что у них нет движущихся частей. Поэтому вероятность поломки или нефункциональной работы гораздо ниже.
- Продолжительность жизни: Любой станок рано или поздно выходит из строя ...... Вообще говоря, высококлассные лазерные станки CO2 служат около 10-15 лет. Волокна могут прослужить вдвое, а то и втрое дольше.
Помните об этих моментах, когда пытаетесь рассчитать стоимость выбранного вами типа лазерного станка. Если вы нечасто режете материалы и вам нужно резать неметаллические материалы, такие как дерево или акрил, то лучшим выбором будет станок CO2. Если же вам нужно резать много металла, особенно тонкого, то лучшим выбором для вас может стать волоконный лазер.
Еще одна вещь, о которой следует помнить, будет работать в вашем лазерном станке. Это время. Вы знаете, что говорят: время - деньги. Скорость работы лазерного станка может существенно повлиять на стоимость ваших инвестиций.
Скорость резки - насколько быстрой является лазерная резка?
Качество резки - насколько гладкими должны быть края?
Одно из преимуществ CO2-лазеров для резки заключается в том, что качество их режущей кромки (острота/тонкие края) неизменно во всем диапазоне толщины материала. Это означает, что вам не нужно беспокоиться о том, что ваши кромки будут выглядеть плохо при резке тонкого или толстого материала. Волоконный лазер становится менее эффективным при выполнении последовательных резов по мере увеличения толщины материала.
Имейте в виду, что граверы с волоконным лазером со временем становятся все лучше. Сегодня качество резки по толщине уже не так плохо, как в первые дни существования волоконных лазеров. Если вы действительно хотите освоить волоконные лазерные граверы, но беспокоитесь о качестве резки, попросите компанию, у которой вы покупаете оборудование, показать вам демонстрационный образец. В компании Morphy мы именно так и поступаем. Любому местному жителю мы разрешаем зайти к нам, чтобы вырезать образцы, которые могут ему понадобиться. Наши клиенты могут быть уверены, что их станки вырежут именно тот продукт, который им нужен.
На что следует обратить внимание при покупке лазерного станка CO2 VS Fiber Laser.
- Основываясь на данных, которые я нашел в Интернете, средняя стоимость лазерного резака мощностью 4 кВт составляет $12,73/час CO2-лазера в день. Средняя стоимость волоконного лазерного резака мощностью 4 кВт составляет $6,24/час.
- Основное применение волоконных лазерных станков - это резка тонких металлов (0-5 мм), а также маркировка, гравировка, отжиг, травление и даже сварка металлов.
- CO2-лазеры могут использоваться для резки, маркировки и гравировки широкого спектра неметаллических материалов, таких как пластмассы, текстиль и камни.
- Волоконно-оптические лазерные станки занимают меньше места, чем CO2-лазерные станки. co2-лазерные станки требуют баллонов с газом, насосов и трубопроводов. В отличие от них, волоконно-оптические станки гораздо компактнее.