Si l'on en juge par le nombre de machines laser vendues sur le marché de l'équipement de tôlerie de mon pays ces dernières années, les machines laser à CO2 représentent 40%, tandis que les machines laser à fibre représentent 60%. Bien que 100% des machines laser vendues sur le marché en 2007 étaient des machines laser à CO2, nous savons que les machines laser à fibre ont pris de l'ampleur ces dernières années et sont reconnues par le marché, et le nombre d'unités vendues augmente progressivement.
L'équipement laser est de plus en plus utilisé dans diverses industries en raison de ses excellentes performances. Les équipements laser se répartissent grosso modo en : machines de découpe laser, machines de gravure laser, machines de marquage laser, machines de tranchage laser, équipements médicaux laser et autres équipements laser. Les machines de découpe laser actuellement disponibles sur le marché pour la découpe de matériaux peuvent être grossièrement divisées en deux types : les machines de découpe laser à fibre et les machines de découpe laser à CO2.
Si vous voulez savoir comment choisir une machine de découpe laser, vous devez d'abord connaître les différences fondamentales entre les lasers à fibre et les lasers CO2.
1. Différents milieux luminescents
Le laser à fibre génère une lumière laser par pompage de diode et utilise des câbles de fibre optique flexibles pour transmettre le faisceau laser, tandis que le laser CO2 génère une lumière laser en excitant les gaz d'azote et de dioxyde de carbone dans la cavité, puis transmet le faisceau par l'intermédiaire d'un réflecteur.
2. Différentes structures
À puissance égale, les lasers à fibre sont plus compacts que les lasers à CO2.
3. Différents rendements de conversion électro-optique
En général, l'efficacité de conversion du laser CO2 est d'environ 10%, et l'efficacité de conversion du laser à fibre est d'environ 30%.
4. Les longueurs d'onde des lasers sont différentes
La longueur d'onde du laser à fibre est de 1,06μm, tandis que celle du laser CO2 est de 9,3μm~10,6μm. Par conséquent, le point focalisé du laser à fibre est plus petit que celui du laser CO2, la vitesse de coupe est rapide et l'efficacité du traitement est plus élevée.
Alors, puisque les lasers à fibre ont tant d'avantages, n'est-il pas évident de choisir entre eux ? Son existence est raisonnable, et le laser CO2 a aussi ses avantages.
Les différents matériaux de coupe ont des taux d'absorption de la lumière différents selon les longueurs d'onde. Les matériaux non métalliques tels que les planches de bois, les tissus, les plastiques, l'acrylique, etc. ont des taux d'absorption très faibles pour les lasers à fibre, tandis que les lasers à CO2 ont des taux d'absorption élevés pour les matériaux métalliques et non métalliques. Le laser à fibre ne convient donc qu'à la découpe de matériaux métalliques, tandis que le laser à CO2 peut être utilisé pour la découpe de matériaux métalliques et non métalliques. En outre, la surface de coupe du laser CO2 est bien lisse et présente une grande verticalité, ce qui le rend plus adapté à la découpe de matériaux exigeant une grande précision.
Par conséquent, dans l'industrie de la tôle, tout le monde choisit généralement des machines de découpe laser à fibre, tandis que dans l'industrie des matériaux non métalliques, en particulier dans le traitement de précision et la transformation artisanale avancée, tout le monde choisit encore d'utiliser des machines de découpe laser au CO2.
Bien que la tendance actuelle du marché soit aux machines de découpe laser à fibre, la machine de découpe laser à fibre est-elle le meilleur choix ? Le laser CO2 et le laser à fibre ont des techniques laser différentes en raison de leurs caractéristiques physiques différentes. Bien entendu, les deux ont leurs forces et leurs faiblesses. En fonction des objets à traiter, chacune a ses avantages et ses inconvénients.
Le laser CO2 est un faisceau gazeux obtenu par excitation de molécules de dioxyde de carbone, et sa longueur d'onde est de 10,6 μm ; tandis que le laser à fibre place un cristal de composé Yb (ytterbium) comme support dans la fibre optique, et irradie le cristal avec un faisceau pour obtenir un laser solide, sa longueur d'onde est de 1,08μm. Les caractéristiques physiques des différentes longueurs d'onde ont un impact important sur les caractéristiques de traitement des deux.
Le concept de laser à fibre a été reconnu à l'origine parce qu'il s'agit d'un laser qui peut se propager dans les fibres optiques. La raison pour laquelle il peut se propager à travers la fibre optique est sa longueur d'onde. C'est précisément grâce à sa longueur d'onde de 1,08μm qu'il peut se propager dans la fibre optique. L'avantage d'utiliser la fibre optique pour la propagation est que ses composants optiques ont une longue durée de vie et des performances de maintenance élevées.
Les machines de traitement au laser CO2 utilisent des réflecteurs pour propager la lumière laser de l'oscillateur au point de traitement, généralement dans un chemin optique isolé de l'air extérieur. Bien que le chemin optique soit rempli d'air exempt de poussière ordinaire ou de matières étrangères, après une utilisation prolongée, la surface du réflecteur est encrassée et doit être nettoyée. En outre, le réflecteur lui-même s'use en raison de l'absorption de traces d'énergie laser et doit être remplacé. En outre, pour propager la lumière laser de l'oscillateur au point de traitement, plusieurs réflecteurs sont nécessaires pour ajuster l'angle de réflexion de la lumière laser pour la propagation, de sorte que le maintien d'un fonctionnement normal exige certaines capacités techniques et une certaine gestion.
Cependant, dans une machine à laser à fibre, la lumière laser est propagée à travers une fibre optique depuis l'oscillateur jusqu'au point de traitement. Cette fibre optique est généralement appelée fibre de guidage de la lumière. Étant donné qu'il n'y a pas besoin de composants optiques tels que des réflecteurs et que le laser se propage à l'intérieur de la fibre de guidage de la lumière qui est isolée de l'air extérieur, le laser ne se perd pratiquement pas. Toutefois, à proprement parler, le laser se propage de manière répétée autour de la périphérie de la fibre de guidage de la lumière. Par conséquent, la fibre de guidage de la lumière elle-même subit une certaine perte, mais par rapport au réflecteur de la machine laser à CO2, sa durée de vie est plusieurs fois plus longue. En outre, si la trajectoire de propagation est supérieure à la courbure minimale de la fibre de guidage de la lumière, la trajectoire peut être déterminée librement, ce qui facilite grandement le réglage et l'entretien.
Il existe également des différences entre les deux dans le processus de génération du laser (construction de l'oscillateur laser). Un oscillateur laser à CO2 génère de la lumière laser en plaçant du gaz mélangé à du CO2 dans un espace de décharge. Afin de garantir le fonctionnement normal de la longueur de résonance dérivée de la puissance de sortie du laser, des composants optiques sont installés à l'intérieur de l'oscillateur, et les composants optiques à l'intérieur de l'oscillateur doivent être nettoyés et remplacés régulièrement.
Les cycles de nettoyage et autres cycles de maintenance de l'oscillateur du laser CO2 sont fixés à environ 4 000 heures, tandis que ceux de l'oscillateur du laser à fibre sont fixés à environ 20 000 heures. Comme indiqué précédemment, on peut dire que les machines de traitement par laser à fibre présentent de grands avantages en termes de durée de vie et de performances de maintenance.
En outre, nous pouvons également essayer de comparer du point de vue des coûts d'exploitation tels que la consommation d'énergie. Le taux de conversion photoélectrique des oscillateurs laser à CO2 est estimé à environ 10 à 15%, tandis que celui des oscillateurs laser à fibre est d'environ 35 à 40%. En raison du taux de conversion photoélectrique élevé, moins d'énergie électrique est convertie en dissipation de chaleur, et la machine de traitement laser à fibre peut contrôler la consommation d'énergie des dispositifs de refroidissement tels que les refroidisseurs pour qu'elle soit plus faible. D'une manière générale, l'oscillateur d'une machine à laser à fibre présente des exigences de précision plus élevées pour la gestion de la température de refroidissement de l'oscillateur qu'un oscillateur à CO2. Cependant, à puissance de sortie laser égale, l'oscillation de la machine à laser à fibre La capacité de refroidissement d'environ 1/2 à 2/3 de l'oscillateur laser à CO2 utilisé dans l'appareil est suffisante. Par conséquent, si l'on considère la consommation d'énergie de tous les dispositifs de la machine laser, la machine laser à fibre peut fonctionner à environ 1/3 de la consommation d'énergie de la machine laser à CO2. On peut dire qu'il s'agit d'une machine laser très économe en énergie.
