光纖的激光切割技術是最近3到5年才出現的。雖然許多公司剛剛開始了解這項技術,但他們也開始意識到光纖激光切割和普通CO2激光切割的區別。隨著切割技術的不斷提高,光纖激光切割已經成為該行業最先進的技術之一。

熱切割方法主要有火焰、等離子和激光切割技術,其中激光切割可以達到最好的切割質量,特別是對于直徑和厚度比小于1: 1的微細特征和孔。這樣,激光切割技術就成為了這個行業中最適合嚴格精細切割的方法。
在激光切割領域,光纖激光切割備受關注,因為它不僅提供了CO2激光切割所能達到的速度和切割質量,而且顯著降低了維護和運行成本。因此,這使得光纖激光切割具有良好的前景,許多專家認為它將很快取代其他激光切割系統。
光纖切割的主要優點
在二氧化碳激光切割技術中,二氧化碳氣體是激光束的介質。而光纖激光是通過二極管和光纜傳輸的。激光系統產生由多個二極管泵浦的激光束,然后通過柔性光纖電纜將它們傳輸到激光切割頭,而不是通過鏡子傳輸光束。這有很多優點,首先是切割床尺寸。在氣體激光技術中,反射鏡必須設置在一定的距離上。與它不同,光纖激光技術沒有范圍限制。而且光纖激光器甚至可以安裝在等離子切割床的等離子切割頭旁邊,這是CO2激光切割技術所不具備的。同樣,與同功率的氣割系統相比,由于光纖的彎曲能力,系統更加緊湊。
光纖切割技術最重要最有意義的優勢應該是它的能效。全固態數字模塊和光纖激光器的單一設計,使光纖激光切割系統具有比CO2激光切割更高的電光轉換效率。對于二氧化碳切割系統的每個電源單元,實際的一般利用率約為8%至10%。對于光纖激光切割系統,用戶可以期望更高的功率效率,大約25%到30%。換句話說,光纖切割系統的整體能量消耗比二氧化碳切割系統少大約3到5倍,從而能量效率提高到86%以上。
光纖具有波長短的特點,提高了切割材料對光束的吸收,能夠切割黃銅、銅等材料和非導電材料。更集中的光束產生更小的焦點和更深的焦深,使光纖激光器可以快速切割薄材料,更有效地切割中等厚度的材料。切割厚度為6mm的材料時,1.5kW光纖激光切割系統的切割速度與3kW二氧化碳激光切割系統相當。因為光纖切割的運行成本低于普通二氧化碳切割系統,所以可以理解為在降低商業成本的同時提高了產量。
還有維護問題。二氧化碳激光系統需要定期維護;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維護。二氧化碳激光切割系統需要二氧化碳作為激光氣體。因為二氧化碳氣體的純度問題,腔內會被污染,所以需要定期清理。對于一個多千瓦的二氧化碳系統,每年至少要花費20,000美元。此外,許多二氧化碳切割需要高速軸流渦輪來輸送激光氣體,而渦輪需要維護和翻新。最后,與二氧化碳切割系統相比,纖維切割溶液更加緊湊,對地球的影響更小,因此需要的冷卻更少,能耗顯著降低。
更少的維護和更高的能效相結合,使得光纖激光切割排放的二氧化碳更少,比二氧化碳激光切割系統更環保。
光纖激光切割的注意事項
激光切割光纖時應考慮的幾個要點?首先,護眼。光纖系統發出的光的波長對眼睛有害,必須采取護眼措施。由于這項技術出現還不到五年,因此強烈建議對正確的系統操作和安全進行全面的培訓。很多操作人員沒有光纖激光切割的切割經驗,我們要通過良好的操作光纖切割系統的初期培訓來彌補經驗的不足。
另一個需要注意的是要裁剪的材料。雖然光纖激光切割擅長切割大部分材料,但不能用于切割亞克力或聚碳酸酯材料,只能在有限的應用場合切割木材或纖維材料。同時,待切割材料的厚度是決定何時使用光纖激光切割的一個非常重要的因素。較厚的材料需要更多的功率切割,在這些情況下,激光切割可能不是一個好的選擇。這時候在等離子切割頭旁邊安裝光纖激光器的功能就可以了。在快速方便地切換到等離子切割之前,操作人員可以使用光纖激光切割公差較小的較薄材料。甚至可以使用兩種不同的切割方法來切割同一零件。例如,操作者可以選擇使用等離子切割零件的外部,然后使用光纖激光切割內部形狀。
最后,最好考慮評估綜合激光切割設置所需的零件以及如何購買每個零件。配備激光電源、氣體控制臺、激光切割頭、高度控制器、數控(CNC)和切割控制程序的系統將實現集成解決方案的寶貴優勢。借助全面的解決方案,購買和集成光纖激光系統的過程變得不那么復雜。考慮到已經預先確定切割參數,專用于切割的系統被優化,使得在接通電源后可以立即開始切割。
結束語
總之,與常見的CO2激光切割系統相比,光纖激光切割系統具有許多獨特的優勢,如高能效、低維護成本和更方便的解決方案——但它并不適合所有的切割形式。在選擇全面的激光切割解決方案之前,必須考慮安全和培訓問題、常用切割材料的類型和厚度以及所需的切割質量。