光纖激光切割技術(shù)在行業(yè)中開(kāi)始大量運(yùn)用還只是近幾年的事。很多企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到光線激光器的優(yōu)勢(shì)。隨著切割技術(shù)的不斷改進(jìn),光纖激光切割已成為目前本行業(yè)最先進(jìn)的技術(shù)之一。在2014年,光纖激光器超越了CO2激光器成為最大份額的激光源。
等離子、火焰和激光切割技術(shù)是常見(jiàn)的幾種熱能切割方法,而激光切割可實(shí)現(xiàn)最好的切割質(zhì)量,特別是對(duì)直徑和厚度比小于1:1的精細(xì)特征和孔切割。因而,激光切割技術(shù)也是嚴(yán)格精細(xì)切割的首選方法。
光纖激光切割在行業(yè)中獲得很多的關(guān)注,因?yàn)樗忍峁┝硕趸技す馇懈羁蓪?shí)現(xiàn)的切割速度和質(zhì)量,并且維護(hù)和操作成本顯著降低。
光纖切割的優(yōu)勢(shì)
光纖激光器為用戶(hù)提供了最低的運(yùn)行成本,最好的光束質(zhì)量,最低的用電量和最少的維護(hù)成本。
光纖切割技術(shù)最重要且有意義的優(yōu)勢(shì)應(yīng)該就是其能效性。憑借光纖激光完整的固態(tài)數(shù)字模塊、單一設(shè)計(jì),光纖激光切割系統(tǒng)擁有高于二氧化碳激光切割的電光轉(zhuǎn)換效率。對(duì)于二氧化碳切割系統(tǒng)的各個(gè)電源單元來(lái)說(shuō),實(shí)際一般利用率約為8%至10%。而對(duì)于光纖激光切割系統(tǒng)來(lái)說(shuō),用戶(hù)可以期望更高的電源效率,大約在25%至30%間。換句話說(shuō),光纖切割系統(tǒng)整體消耗的能源比二氧化碳切割系統(tǒng)少約3至5倍,使得能效提高至大于86%。
光纖激光具有短波長(zhǎng)的特性,從而提高切割材料對(duì)光束的吸收性,并且能夠切割如黃銅和銅以及非導(dǎo)電性材料。更加集中的光束產(chǎn)生較小的焦點(diǎn)和較深的焦深,這樣光纖激光可以快速切割較薄材料以及更加有效地切割中等厚度材料。切割厚至6mm的材料時(shí),1.5kW光纖激光切割系統(tǒng)的切割速度相當(dāng)于3kW二氧化碳激光切割系統(tǒng)的切割速度。因?yàn)楣饫w切割的運(yùn)行成本低于普通二氧化碳切割系統(tǒng)的成本,所以這可以理解為輸出量提高而商業(yè)成本降低。
同樣存在維護(hù)的問(wèn)題。二氧化碳?xì)怏w激光系統(tǒng)需要定期維護(hù);反射鏡需要維護(hù)和校準(zhǔn),諧振腔需要定期維護(hù)。另一方面,光纖激光切割解決方案幾乎不需要任何維護(hù)。二氧化碳激光切割系統(tǒng)需要二氧化碳作為激光氣體,由于二氧化碳?xì)怏w的純度問(wèn)題,諧振腔內(nèi)會(huì)污染,需要定期清理。對(duì)于一個(gè)數(shù)千瓦級(jí)二氧化碳系統(tǒng)來(lái)說(shuō),此項(xiàng)每年至少花費(fèi)2萬(wàn)美元。另外,許多二氧化碳切割需要高速軸流渦輪機(jī)輸送激光氣體,而渦輪機(jī)的需要維護(hù)和翻修。最后,和二氧化碳切割系統(tǒng)相比,光纖切割解決方案更加緊湊,并且對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響小,所以需要更少冷卻,而且能源消耗明顯降低。
較少的維護(hù)和較高能效相結(jié)合使得光纖激光切割和二氧化碳激光切割系統(tǒng)相比,排放較少的二氧化碳,而且更加環(huán)保。
光纖激光器應(yīng)用范圍非常廣泛,包括激光光纖通訊、工業(yè)造船、汽車(chē)制造、鈑金加工、激光雕刻、醫(yī)療器械等等方面。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域仍在擴(kuò)大中。