光ファイバレーザとCO 2レーザ―現代製造業の総合比較

紹介

レーザー切断と彫刻の分野では、ファイバレーザと二酸化炭素レーザの2つの技術が業界を主導している。どちらも独自の利点があり、異なるアプリケーションに適しています。本文はファイバレーザとCO 2レーザを全面的に比較し、それらのメカニズム、長所と短所と理想的な使用例を探索し、メーカーが賢明な決定を下すのを助けることを目的とする。

基礎知識を理解する

ファイバレーザ

光ファイバレーザは、能動利得媒体が、エルビウム、イッテルビウム、ネオジムなどの希土類元素をドープした光ファイバである固体レーザ源を使用する。レーザビームは光ファイバ内で発生し、フレキシブル光ファイバケーブルを介してワークに伝送される。この技術は、反射材料を高効率、正確、切断する能力で知られています。

二酸化炭素レーザー

一方、CO 2レーザは、ガス混合物（主に二酸化炭素）を活性媒体として使用する。レーザービームは放電によってガス分子を励起して発生する。そして、ビームは一連のミラーとレンズを介してワークピース上に導かれる。CO 2レーザは、非金属材料と厚い金属を高精度に切断する能力で知られている。

メカニズムと操作

ファイバレーザ

ファイバレーザの動作には、次の手順があります。

1.ポンプファイバは高出力ダイオードレーザでポンプし、ファイバ内の希土類イオンを励起する。

2.光ファイバーを通過する際に光子が増幅される励起イオン放出光子を増幅する。

3.光ビーム伝送増幅されたレーザビームは光ファイバケーブルを介してワークに伝送され、最小のエネルギー損失と高ビーム品質を確保する。

二酸化炭素レーザー

CO 2レーザの動作には

1.ガス励起CO 2ガス混合物が放電励起され、ガス分子が光子を放出する。

2.共振光子はレーザーキャビティの両端の鏡の間で反発し、ビームを増幅する。

3.ビーム伝送増幅されたビームは、一連のミラーとレンズを介してワークピース上に導かれ、正確な切断と彫刻を行うことができる。

長所と短所

ファイバレーザ

利点

1.高効率光ファイバレーザはCO 2レーザに比べて電気光学効率が高く、運用コストが削減されます。

2.精度ファイバレーザの高光束品質により、特に薄い材料上での正確な切断と彫刻が可能になる。

3.反射材料ファイバレーザは、バック反射がレーザを損傷するリスクを生じることなく、銅や黄銅などの反射材料を切断することができる。

4.CO 2レーザに比べて光ファイバレーザの可動部品が少なく、必要なメンテナンスも少ない。

欠点

1.材料厚ファイバレーザは厚い材料、特に非金属材料に対する効果が悪い。

2.初期コスト光ファイバレーザシステムの初期投資はCO 2レーザよりも高い可能性がある。

二酸化炭素レーザー

利点

1.多目的CO 2レーザは、木材、アクリル酸、ガラスなどの非金属材料を含む様々な材料を切断することができる。

2.厚い材料のCO 2レーザは、厚い金属及び非金属材料に対してより効果的である。

3.表面品質CO 2レーザは、ある材料により滑らかな切断エッジを提供し、後処理の必要性を低減する。

欠点

1.効率CO 2レーザは電気光学効率が低く、運用コストが高い。

2.CO 2レーザの保守にはより多くの運動部品があり、ガス補充やミラーアライメントを含む定期的な保守が必要である。

3.反射材料CO 2レーザは高反射材料を切断するのに適していない。バック反射はレーザを損傷するためである。

アプリケーション

ファイバレーザ

ファイバレーザは、例えば、高精度で高効率を必要とする用途に最適です。

1.ステンレス鋼、アルミニウム、銅を含む金属を中厚まで薄く切削する。

2.金属やプラスチックに高精度の彫刻を施す。

3.金属、セラミックス、およびいくつかのプラスチック上の永久マークをマークする。

二酸化炭素レーザー

CO 2レーザは、より広範な材料および用途に適しています。

1.非金属切削木材、アクリル酸、ガラス、織物及びその他の非金属材料。

2.厚い金属切断ファイバレーザが動作しにくい場合がある厚い金属。

3.彫刻木材、ガラス、プラスチックを含む様々な材料に彫刻する。

4.医療応用医療機器製造における精密切断。

コストの考慮

初期投資

先進的な技術と材料を使用しているため、ファイバレーザの初期コストは通常高い。しかし、時間が経つにつれて、より高い効率とより低いメンテナンスコストが相殺されることがあります。

運用コスト

CO 2レーザの運用コストは、ガス補充やミラーアライメントを含む効率が低く、定期的なメンテナンスが必要なため高い。ファイバレーザはより効率的でメンテナンス要件が低く、長期的には運用コストを削減できます。

メンテナンス

ファイバレーザはメンテナンスが少なく、可動部品が少なく、再充填が不要です。CO 2レーザには複雑な光学系とガス要件があり、より頻繁なメンテナンスが必要であり、全体的なコストが増加する可能性があります。

将来の傾向

ファイバレーザ

光ビーム品質、電力出力、効率の進歩に伴い、光ファイバレーザの将来は有望に見える。反射材料を切断する能力と低い運用コストにより、光ファイバレーザは幅広い用途でますます魅力的になっています。

二酸化炭素レーザー

二酸化炭素レーザは依然として多くの業界の主要製品であるが、特に金属切断のためのファイバレーザへの移行が進んでいる。しかし、CO 2レーザは、非金属材料および厚い金属を含む用途に引き続き適用されるだろう。

結論

ファイバレーザとCO 2レーザにはそれぞれ独自の利点があり、異なる用途に適しています。ファイバレーザは、金属切断と彫刻の理想的な選択肢となるように、より高い効率、精度、およびより低い運用コストを実現します。CO 2レーザは多機能性と様々な材料を切断する能力を持ち、多くの業界で価値のあるツールとなっています。

製造元は、光ファイバと二酸化炭素レーザを選択する際に、その具体的なニーズ、材料のタイプ、予算を考慮する必要があります。技術の発展に伴い、この2つのレーザ間の差は縮小する可能性があるが、現在では、各レーザは現代の製造業に独自の位置を持っている。