A juzgar por el número de máquinas láser vendidas en el mercado de equipos de chapa metálica de mi país en los últimos años, las máquinas láser de CO2 representan 40%, mientras que las máquinas láser de fibra representan 60%. Aunque 100% de las máquinas láser vendidas en el mercado en 2007 fueron máquinas láser de CO2, sabemos que las máquinas láser de fibra han ganado impulso en los últimos años y están siendo reconocidas por el mercado, y el número de unidades vendidas se está expandiendo gradualmente.
Los equipos láser son cada vez más utilizados en diversas industrias debido a su excelente rendimiento. Los equipos láser pueden dividirse a grandes rasgos en: máquinas de corte láser, máquinas de grabado láser, máquinas de marcado láser, máquinas de corte láser, equipos médicos láser y otros equipos láser. Las máquinas de corte láser actualmente en el mercado para el corte de materiales se pueden dividir a grandes rasgos en dos tipos: máquinas de corte láser de fibra y máquinas de corte láser de CO2.
Si desea saber cómo elegir una máquina de corte por láser, primero debe conocer las diferencias básicas entre los láseres de fibra y los láseres de CO2.
1. Diferentes medios luminiscentes
El láser de fibra genera luz láser mediante el bombeo de diodos y utiliza cables flexibles de fibra óptica para transmitir el haz láser, mientras que el láser de CO2 genera luz láser excitando gases de nitrógeno y dióxido de carbono en la cavidad, y luego transmite el haz a través de un reflector.
2. Diferentes estructuras
A la misma potencia, los láseres de fibra son más compactos que los de CO2.
3. Diferentes eficiencias de conversión electroóptica
Generalmente, la eficiencia de conversión del láser de CO2 es de aproximadamente 10%, y la eficiencia de conversión del láser de fibra es de aproximadamente 30%.
4. Las longitudes de onda del láser son diferentes
La longitud de onda del láser de fibra es de 1,06μm, y la del láser de CO2 es de 9,3μm~10,6μm. Por lo tanto, el punto de enfoque del láser de fibra es menor que el del láser de CO2, la velocidad de corte es rápida y la eficiencia de procesamiento es mayor.
Entonces, dado que el láser de fibra tiene tantas ventajas, ¿no es obvio cómo elegir entre ellos? Su existencia es razonable, y el láser de CO2 también tiene sus ventajas.
Los distintos materiales de corte tienen diferentes índices de absorción de la luz a diferentes longitudes de onda. Los materiales no metálicos, como tableros de madera, telas, plásticos, acrílicos, etc., tienen índices de absorción muy bajos para los láseres de fibra, mientras que los láseres de CO2 tienen altos índices de absorción tanto para materiales metálicos como no metálicos. Por lo tanto, el láser de fibra sólo es adecuado para cortar materiales metálicos, mientras que el láser de CO2 puede utilizarse para cortar materiales metálicos y no metálicos. Además, la superficie de corte del láser de CO2 tiene buena suavidad y alta verticalidad, por lo que es más adecuado para cortar materiales con requisitos de alta precisión.
Por lo tanto, en la industria de la chapa metálica, todo el mundo elige generalmente las máquinas de corte por láser de fibra, mientras que en la industria de materiales no metálicos, especialmente en el procesamiento de precisión y el procesamiento artesanal avanzado, todo el mundo sigue optando por utilizar máquinas de corte por láser de CO2.
Aunque la tendencia actual del mercado es hacia las máquinas de corte por láser de fibra, ¿es la máquina de corte por láser de fibra la mejor opción? El láser de CO2 y el láser de fibra tienen diferentes técnicas láser debido a sus diferentes características físicas. Por supuesto, ambos tienen sus puntos fuertes y débiles. Dependiendo de los objetos de procesamiento, cada uno tiene sus ventajas y desventajas.
El láser de CO2 es un haz de gas que se obtiene excitando moléculas de dióxido de carbono, y su longitud de onda es de 10,6 μm; mientras que el láser de fibra coloca un cristal de compuesto de Yb (iterbio) como medio en la fibra óptica, e irradia el cristal con un haz para obtener láser Sólido, su longitud de onda es de 1,08μm. Las características físicas de las diferentes longitudes de onda tienen un gran impacto en las características de procesamiento de ambos.
El concepto de láser de fibra se reconoció originalmente porque es un láser que puede propagarse a través de fibras ópticas. La razón por la que puede propagarse a través de la fibra óptica es su longitud de onda. Precisamente por su longitud de onda de 1,08μm puede propagarse a través de fibra óptica. La ventaja de utilizar fibra óptica para la propagación es que sus componentes ópticos tienen una larga vida útil y un alto rendimiento de mantenimiento.
Las máquinas de procesamiento láser de CO2 utilizan reflectores para propagar la luz láser desde el oscilador hasta el punto de procesamiento, normalmente en una trayectoria óptica aislada del aire exterior. Aunque el camino óptico está lleno de aire libre de polvo ordinario o materias extrañas, tras un uso prolongado, la superficie del reflector quedará adherida por la suciedad y será necesario limpiarla. Además, el propio reflector también se desgastará debido a la absorción de trazas de energía láser y deberá sustituirse. Además, para propagar la luz láser desde el oscilador hasta el punto de procesamiento, se necesitan múltiples reflectores para ajustar el ángulo de reflexión de la luz láser para la propagación, por lo que mantener el funcionamiento normal requiere ciertas capacidades técnicas y de gestión.
Sin embargo, en una máquina láser de fibra, la luz láser se propaga a través de una fibra óptica desde el oscilador hasta el punto de procesamiento. Esta fibra óptica se denomina generalmente fibra guía de luz. Puesto que no hay necesidad de componentes ópticos como reflectores, y el láser se propaga dentro de la fibra guía de luz que está aislada del aire exterior, el láser casi no se pierde. Sin embargo, estrictamente hablando, el láser se propaga repetidamente alrededor de la periferia de la fibra guía de luz. Por lo tanto, la propia fibra guía de luz sufrirá algunas pérdidas, pero en comparación con el reflector de la máquina láser de CO2, su vida útil es varias veces mayor. Además, si la trayectoria de propagación está por encima de la curvatura mínima de la fibra guía de luz, la trayectoria puede determinarse libremente, por lo que es muy conveniente ajustarla y mantenerla.
También existen diferencias entre ambos en el proceso de generación del láser (construcción del oscilador láser). Un oscilador láser de CO2 genera luz láser colocando gas mezclado con CO2 en un espacio de descarga. Para garantizar el funcionamiento normal de la longitud de resonancia derivada de la potencia de salida del láser, se instalan componentes ópticos en el interior del oscilador, y los componentes ópticos del interior del oscilador deben limpiarse y sustituirse periódicamente.
La limpieza y otros ciclos de mantenimiento del oscilador láser de CO2 se fijan en unas 4.000 horas, mientras que el oscilador láser de fibra se fija en unas 20.000 horas. Como se mencionó anteriormente, se puede decir que las máquinas de procesamiento láser de fibra tienen grandes ventajas en términos de vida útil y rendimiento de mantenimiento.
Además, también podemos intentar comparar desde la perspectiva de los costes de funcionamiento, como el consumo de energía. Se dice que la tasa de conversión fotoeléctrica de los osciladores láser de CO2 es de unos 10 a 15%, mientras que la de los osciladores láser de fibra es de unos 35 a 40%. Debido a la alta tasa de conversión fotoeléctrica, menos energía eléctrica se convierte en disipación de calor, y la máquina de procesamiento de láser de fibra puede controlar el consumo de energía de los dispositivos de refrigeración, tales como refrigeradores, para que sea menor. En general, el oscilador de una máquina de láser de fibra tiene unos requisitos de precisión más elevados para la gestión de la temperatura de refrigeración del oscilador que un oscilador de CO2. Sin embargo, bajo la misma potencia de salida del láser, la oscilación de la máquina láser de fibra La capacidad de refrigeración de aproximadamente 1/2 a 2/3 del oscilador láser de CO2 utilizado en el dispositivo es suficiente. Por lo tanto, teniendo en cuenta el consumo de energía de todos los dispositivos de la máquina láser, la máquina láser de fibra puede funcionar a aproximadamente 1/3 del consumo de energía de la máquina láser de CO2. Se puede decir que es una máquina láser que ahorra mucha energía.
