Laserskärning är en automatisk termisk skärningsmetod för bearbetning av metall, trä, MDF, plywood, akryl, plast, tyg, läder och papper. Laserstrålen skapas av laserkällan (resonator), som leds av en transportfiber eller speglar i skärhuvudet där en lins fokuserar den med mycket hög effekt på en mycket liten diameter. Denna fokuserade laserstråle möter ytan av substratet och smälter den för att få skärningen klar. Det finns 2 typer av laserkällor: fiberlaser och CO2 laser. Laserskärning är extremt mångsidig. Förutom platta material kan rör och profiler även skäras med laserskärningssystem.
Fiberlaserskärmaskin
En fiberlaser är en halvledarlaser med en optisk fiber som laserförstärkningsmedium, bestående av ett förstärkningsmedium, en pumpkälla och en resonanshålighet. Fiberlasrar använder aktiva fibrer dopade med sällsynta jordartsmetaller i kärnan som förstärkningsmedium. En halvledarlaser används som pumpkälla. Resonanshålrummet är i allmänhet sammansatt av speglar, fiberändytor, fiberöglespeglar eller fibergitter.
Enligt tidsdomänens egenskaper hos fiberlasrar kan de delas in i kontinuerliga och pulsade fiberlasrar. Enligt resonatorns struktur kan den delas in i linjär kavitet, distribuerad återkoppling och ringkavitetsfiberlasrar. Beroende på skillnaden mellan förstärkningsfiber och pumpningsmetod kan den delas in i enkelbeklädnad (kärnpumpning) och dubbelbeklädnad (beklädnadspumpning) fiberlasrar.
CO2 Laserskärmaskin
A CO2 laser (koldioxidlaser) är en gaslaser som använder en blandning av gaser som förstärkningsmedium, inklusive koldioxid, helium, kväve och eventuellt lite väte, vattenånga och xenon. Lasern pumpas elektriskt av en gasurladdning, som kan användas med likström, växelström eller inom RF-området. Kvävemolekylen exciteras av urladdningsströmmen till ett metastabilt tillstånd och överför sedan energi till den när den kolliderar med CO2 molekyl. Helium kan minska antalet lågenergitillståndspartiklar och kan ta bort den alstrade värmen.
CO2 lasrar utstrålar vanligtvis strålen med en våglängd på 10.6 μm, men det finns andra strålningslinjer i 9-11 μm-perioden (särskilt 9.6 μm).
Medium
CO2 lasrar använder gas som medium för att generera laserstrålen och överför strålen genom speglar. Fiberlasrar levereras genom dioder och fiberoptiska kablar, flera dioder pumpas för att generera en laserstråle och överförs sedan till laserskärhuvudet genom fiberoptiska kablar, istället för att överföra strålen genom speglar.
Våglängd
CO2 laser är en typ av gaslaserstråle med en våglängd på 10.6 μm från koldioxidmolekyler, medan fiberlaser är en typ av halvledarlaser med en våglängd på 1.08 μm, som erhålls genom att placera en kristall av Yb (ytterbium) förening som ett medium i en optisk fiber med den optiska fibern och irrystaldi. På grund av de olika fysiska egenskaperna hos de två typerna av lasrar är skärprocesserna också olika.
Fotoelektrisk omvandlingseffektivitet
En fiberlaserskärmaskin antar en komplett digital solid-state-modul och en enfiberlaserdesign. Den fotoelektriska omvandlingseffektiviteten är högre än den för CO2 laserskärning. Den faktiska totala utnyttjandegraden för varje strömförsörjning av CO2 laserskäraren är cirka 8%~10%. Den totala utnyttjandegraden är cirka 25 %~30%, och den totala energiförbrukningen för fiberlaserskärsystemet är 3 ~ 5 gånger lägre än den för CO2 laserskärningssystem, som har ökat med mer än 86%.
Investeringskostnad
Huvudkostnaden för att köpa en laserskärmaskin beror på lasergeneratorns märke och kraft, såväl som de optiska kärnkomponenterna. A CO2 laserskärare kostar allt från 2,600 16,800 US-dollar i världen, och priset för en fiberlaserskärare med låg effekt börjar från 160,000 US-dollar, medan vissa högeffektslasrar kommer att kosta så högt som US-dollar.
Underhållskostnad
På grund av renheten i CO2 gas, kommer kaviteten att bli förorenad och kräver regelbunden rengöring. Speglar kräver underhåll och justering, så rutinunderhåll är mer involverat. Men fiberlaserskärmaskinen är underhållsfri, klarar av tuffa arbetsmiljöer med hög tolerans mot damm, vibrationer, stötar, fuktighet och temperatur.
Tillämpningar
Olika material som ska skäras har olika ljusabsorptionshastigheter för olika laservåglängder. Icke-metalliska material (som trä, tyg, plast, akryl, papper, läder) har en låg absorptionshastighet för fiberlasrar, medan CO2 lasrar har höga absorptionshastigheter för metalliska eller icke-metalliska material. Fiberlaser är endast lämplig för skärning av metallmaterial, medan CO2 laser kan skära både metallmaterial och icke-metallmaterial.
