Сравнение волоконных и CO₂ лазерных станков

Производя сравнения двух видов лазера, волоконного и газового СО₂, стоит отметить их конструктивное отличие. Не вдаваясь глубоко в детали, можно лишь сказать, что волоконный лазер, генерируя лазерное излучение непосредственно в волокне, которое является гибким, позволяет выводить полученное излучение напрямую к лазерной фокусирующей головке, без применения сложной оптической системы зеркал, которая, к тому же, требует частой юстировки и технического обслуживания.

Система СО₂, лазера, являясь более технически сложной, имеет и большие габариты самой установки, и, что немаловажно, имеет значительно большее энергопотребление по сравнению с волоконным эрбиевым лазером. Говоря про энергопотребление уместно отметить и тот факт, что КПД этих разных видов лазеров имеют разные значения. Так, для волоконного лазера, КПД достигает 25% в то время, как у газового СО₂, лазера эта цифра находится в пределах 8 - 10 %.

Подводя небольшой итог, следует выделить некоторые моменты в отличии оборудования в основе которых лежат разные типы лазерного излучения:

Волоконный лазерный станок:

• Относительно небольшие габариты, что позволяет размещать его на значительно меньшей площади;
• Благодаря волокну, подводимому к режущей головке, не требуется сложной оптической системы, а значит и периодической юстировки, чистки оптики;
• Небольшое энергопотребление;
• Нет потребности в технологических газах;
• Простая система охлаждения;
• Большой ресурс работы лазера, до 100 000 часов работы;
• Минимум расходных материалов, их невысокая стоимость и малая частота замены;
• Возможность обработки латуни, меди, серебра.

Газовый CO₂ лазерный станок:

• Большие габариты, сложная система охлаждения;
• Наличие оптики требующая периодической юстировки, и более квалифицированного персонала;
• Значительное энергопотребление установки в целом;
• Низкий КПД лазера;
• Потребность в технологических газах для лазерного генератора, и их высокое качество, на что не всегда можно рассчитывать;
• Дорогостоящее обслуживание установки, обходящееся в несколько десятков тысяч долларов в год;
• Невозможность обработки латуни, меди, серебра.

Отличительные особенности волоконных лазеров:

Оптические:

Длина излучения волны у волоконного лазера l = 1,09 мкм. Такая длина волны дает волоконному лазеру ряд преимуществ:

• Излучение с такой длиной волны будет прекрасно фокусироваться через стеклянные линзы, что позволяет сэкономить денежные средства при установке фокусирующей системы.
• Излучение с такой длиной волны может передаваться по волокну на большие расстояния. Поэтому сама лазерная установка может находиться в удобном для работы месте, а волокно от лазерной установки уже непосредственно протягивается на место сварки.
• Такое коротковолновое излучение очень интенсивно поглощается металлом:
  - малый размер выходной апертуры луча (300 мкм) позволяет сфокусировать конечный лазерный луч в очень маленькую точку;
  - у волоконного лазера малая расходимость луча, следовательно, увеличивается фокусное расстояние.

Энергетические:

• у волоконного лазера высокий КПД источника (h = 35%), в то время как у других лазеров КПД достаточно мал. Например, у газовых лазеров он составляет h = 5%;
• возможность создания излучателей высокой мощности до 100 кВт путем объединения излучений нескольких волоконных лазеров в одно;
• малая теплоотдача, не требует интенсивного охлаждения, а это значит, что снижается суммарное потребление энергии и лазер становится компактнее и проще в обслуживании и ремонте.

Технологические:

• для волоконных лазеров практически не требуется такое техническое обслуживание, как настройка, юстировка, чистка и др.;
• допускает размещение в обычных рабочих помещениях цехов без учета специальных требований;
• компактность установок обусловлена тем, что лазер может занимать удобное для работы месторасположение, даже если оно находится на значительном расстоянии от места сварки и обработки деталей;
• возможность передачи излучения по световоду;
• срок работы до 100 000 часов, так как большой нагрузки диоды и волокно не испытывают;
• отсутствие настроечных операций на лазере;
• стеклянная оптика (использование стеклянных фокусирующих линз) позволяет снизить затраты на фокусирующую систему;
• высокая эффективность проплавления.