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光纖激光切割機比CO2激光切割機的優(yōu)勢
近光纖激光切割機的發(fā)展勢頭很猛,由于光纖激光器的高光束質(zhì)量、高亮度、高轉換效率、運轉成本低及體積小等一系列優(yōu)點,這種全光路光纖傳輸之高柔性的,全固態(tài)激光器引起了人們的極大興趣。與CO2激光切割機相比它具有多方面的優(yōu)勢。
首先,從切割床尺寸來說。像CO2等氣體激光技術中反射鏡必須設定在一定的距離內(nèi),但光纖激光技術無范圍限制。而且可以將光纖激光安裝在等離子切割床的等離子切割頭旁邊,二氧化碳激光切割技術是做不到的。
第二,極低的使用成本:整機耗電量僅為同類CO2激光切割機的20-30%。
第三, 光纖激光切割機比CO2激光切割機電光轉換效率高3倍,節(jié)能環(huán)保。對于二氧化碳切割系統(tǒng)的各個單元來說,實際一般利用率約為8%至10%。而對于光纖激光切割系統(tǒng)來說,用戶可以期望更高的電源效率,大約在25%至30%間。
第四, 極高的切割速度:是同等CO2激光切割機的2倍。
第五,極低的維護成本:二氧化碳氣體激光系統(tǒng)需要定期維護;反射鏡需要維護和校準,諧振腔需要定期維護。另一方面,光纖激光切割解決方案幾乎不需要任何維護。
從現(xiàn)代激光切割、焊接機的應用領域和用戶提出的技術要求來看,激光切割、焊接今后的發(fā)展方向無疑是高功率、大幅面、率、一次成型、高智能化。
這里主要闡述的是CO2激光切割機和光纖激光切割機加工的不同之處:
首先,作為主流的傳統(tǒng)的激光切割、焊接設備都采用CO2激光器,可以穩(wěn)定切割20mm以內(nèi)的碳鋼,10mm以內(nèi)的不銹鋼,8mm以下的鋁合金。光纖激光器在切割4mm以內(nèi)的薄板時優(yōu)勢明顯,受固體激光波長的影響它在切割厚板時質(zhì)量較差。激光切割機也不是 的,CO2激光器的波長為10.6um,固體激光器如YAG或光纖激光器的波長為1.06um,前者比較容易被非金屬吸收,可以高質(zhì)量地切割木材、亞克力、PP、有機玻璃等非金屬材料,后者卻不易被非金屬吸收,故不能切割非金屬材料,但兩種激光在碰到銅、銀、純鋁等高反射材質(zhì)時都無可奈何。
其次,正是由于CO2和光纖激光兩者的波長相差一個數(shù)量級,前者是不能用光纖傳輸?shù)?,后者可以用光纖傳輸,大大增加了加工的柔性化程度。早期在光纖激光器推出市場之前,為了實現(xiàn)三維加工,我們采用光關節(jié)技術通過高度精密配合的動態(tài)的組合反射鏡系統(tǒng)將CO2激光導到三維曲面表面,實現(xiàn)CO2激光的三維加工,這種技術因為國內(nèi)精密加工技術的限制主要掌握在極少數(shù)歐美發(fā)達 手里,價格昂貴,維護要求高,在光纖激光的市場份額逐漸擴大的同時已經(jīng)逐漸失去其市場。而光纖激光由于它可以通過光纖傳輸,柔性化程度空前提高,特別是針對汽車行業(yè),由于基本上都是1mm左右的薄板曲面加工,光纖激光配合同樣柔性化的機器人系統(tǒng),成本低,故障點少,維護方便,速度奇快,當仁不讓地穩(wěn)穩(wěn)占領了這塊市場。
再次,光纖激光的光電轉化率高達25%以上,而CO2激光的光電轉化率只有10%左右,在電費消耗、配套冷卻系統(tǒng)等方面光纖激光的優(yōu)勢相當明顯,要是光纖激光的生產(chǎn)廠家更多一些,價格再合適一點,并解決了厚板切割工藝,CO2激光受到的威脅將會是巨大的。不過,光纖激光作為一種新興的激光技術,普及程度遠遠不如CO2激光,其穩(wěn)定可靠性、售后服務的便利性還有待市場的長期觀察。
值得一提的是,根據(jù)國際標準,激光危害等級分4級,CO2激光屬于危害小的一級,而光纖激光由于波長短對人體由于是眼睛的傷害大,屬于危害 的一級,出于考慮,光纖激光加工需要全封閉的環(huán)境。
激光切割使用高功率密度激光束照射待切割的材料,使材料快速加熱至蒸發(fā)溫度并蒸發(fā)形成孔。當光束朝向材料移動時,孔連續(xù)地形成為窄的寬度(例如,約0.1mm)。切割接縫以完成材料的切割。以下是不同激光切割機的切割厚度的簡要說明。
1.目前業(yè)內(nèi)激光切割機的切割能力:
碳鋼為36mm(鋼板質(zhì)量好,速度可達650mm/min),如果36mm鋼板采用優(yōu)質(zhì)材料制造,機器性能好,圖形不復雜,切割質(zhì)量仍然很好。關鍵是速度不快,使用等離子切割機或火焰切割機更合理。不銹鋼為25mm(當高壓氮氣用作輔助氣體時,速度約為400mm/min);然而,國內(nèi)用戶通常的目標是激光切割,低碳鋼低于25mm,不銹鋼16mm或更低;
2.激光切割機的 行程:
目前有兩種類型的激光金屬切割機:一個是桌面,一般有效切割范圍是1.5 * 3 m 2 * 4 m;
另一種是龍門式激光切割機,具有有效的切割范圍。有效切割寬度可以是2-6米,長度可以是幾十米。它具有與火焰切割機火焰切割機和等離子切割機相同的結構。
3.速度和準確度:
如果主切板低于6mm,建議購買比龍門式更快,更的臺式激光切割機;如果要切割的材料大多為3mm或更多,且產(chǎn)品尺寸較大,建議購買龍門式。
如果切割精度很差,我們應該如何解決呢?
1.切割材料的厚度超過標準。通常,可以通過金屬激光切割機切割的片材的厚度小于12個厚度,并且片材越薄,切割越容易。
質(zhì)量也更好。如果板太厚,則激光切割機更難以切割,并且在確保切割的情況下,加工精度將是不準確的,因此確定了板的厚度系數(shù)。
2.激光輸出功率不符合標準。當激光切割機運行和調(diào)試時,必須確保激光輸出功率達到標準。通常,激光器的輸出功率越高,相同厚度的板上的切割質(zhì)量越好。
3.切片的粗糙度。通常,切割材料的表面越平坦,切割質(zhì)量越好。
4.焦點位置不準確。如果激光切割機的焦點未對齊,則會直接影響切割精度,因此校準應在運行前進行校準。
5.處理速度。激光切割機的切割速度直接影響加工精度。因此,在運行之前,切割速度和材料配合應該是 的。
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