CO₂ เทียบกับไฟเบอร์เลเซอร์: ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้

1.0การเลือกใช้เลเซอร์ระหว่าง CO₂ และไฟเบอร์เลเซอร์

บทบาทหลักของแหล่งกำเนิดเลเซอร์: หัวใจสำคัญของระบบเลเซอร์ทุกระบบคือแหล่งกำเนิดเลเซอร์ ส่วนประกอบนี้จะสร้างลำแสงเลเซอร์โดยเพิ่มพลังให้กับอนุภาคของแสงและปล่อยออกมาเป็นลำแสงที่โฟกัส

ประเภททั่วไปของแหล่งกำเนิดเลเซอร์และข้อดีของมัน: แหล่งเลเซอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบันคือเลเซอร์ CO₂ และเลเซอร์ไฟเบอร์ ทั้งสองแหล่งมีข้อดีด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน การเลือกแหล่งเลเซอร์ที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผล ความแม่นยำ และความยืดหยุ่นได้อย่างมาก

การตัดด้วยเลเซอร์ CO₂ เทียบกับไฟเบอร์สำหรับการแปรรูปโลหะ: ผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตได้ถกเถียงกันมานานว่าเทคโนโลยีใดเหมาะสมกว่าสำหรับการตัดโลหะ บางคนชอบระบบ CO₂ ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในขณะที่บางคนชอบข้อดีที่ทันสมัยของเลเซอร์ไฟเบอร์

ปัจจัยสำคัญในการเลือกแหล่งกำเนิดเลเซอร์: ความแตกต่างหลักระหว่างเลเซอร์ทั้งสองประเภทนี้อยู่ที่ความยาวคลื่นและวิธีการส่งลำแสง:

• ไฟเบอร์เลเซอร์: ออกแบบมาสำหรับการตัดโลหะพวกมันทำงานที่ความยาวคลื่นสั้นกว่า ทำให้มีประสิทธิภาพสูงในการตัดโลหะได้หลากหลายประเภท
• เลเซอร์ CO2: ความเข้ากันได้ของวัสดุที่กว้างขึ้นเหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะและโลหะบางชนิดด้วยการตั้งค่าที่เหมาะสม

2.0เลเซอร์ CO₂ คืออะไร?

เลเซอร์ CO2 เป็นเลเซอร์ประเภทหนึ่งที่ใช้งานได้หลากหลายและได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากสามารถใช้งานร่วมกับวัสดุต่างๆ ได้หลากหลาย เลเซอร์ชนิดนี้สามารถตัดและแกะสลักโดยใช้การระเหยวัสดุ ทำให้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะกับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ

มันทำงานอย่างไร:
เลเซอร์ CO2 ทำงานโดยการกระตุ้นส่วนผสมของก๊าซ ซึ่งโดยหลักแล้วคือคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ไนโตรเจน (N2) และฮีเลียม สนามไฟฟ้าจะกระตุ้นโมเลกุลไนโตรเจน ซึ่งถ่ายโอนพลังงานไปยังโมเลกุล CO2 ผ่านการสั่นพ้อง จากนั้นโมเลกุล CO2 จะปล่อยโฟตอนออกมา ทำให้เกิดลำแสงเลเซอร์ ฮีเลียมจะช่วยรีเซ็ตโมเลกุล CO2 ให้กลับสู่สถานะพื้นฐาน ทำให้สามารถส่งออกพลังงานได้อย่างต่อเนื่อง

คุณสมบัติของเลเซอร์:

• ความยาวคลื่น:~10.6 ไมครอน อยู่ในช่วงสเปกตรัมอินฟราเรดกลางถึงไกล
• เอาท์พุต: การผลิตเลเซอร์ประสิทธิภาพสูง
• ออกแบบ: โครงสร้างเรียบง่ายต้นทุนการผลิตต่ำ
• ช่วงกำลัง: ปรับได้ตั้งแต่มิลลิวัตต์ถึงกิโลวัตต์
• คุณภาพลำแสง: มอบพลังไฟฟ้าสูงสุดที่ต่อเนื่องและมีเสถียรภาพ
• ความสามารถในการปรับขนาด: สามารถเพิ่มกำลังเอาต์พุตได้โดยการขยายหลอดเลเซอร์
• การปรับเปลี่ยน: การสลับ Q ผ่านกระจกหมุนช่วยให้มีกำลังพัลส์สูงขึ้น
• ความก้าวหน้า: รูปแบบต่างๆ เช่น เลเซอร์ CO₂ ที่ถูกกระตุ้นด้วย RF นั้นมีกำลัง อายุการใช้งาน และประสิทธิภาพที่ดีกว่า

คุณสมบัติของเลเซอร์ CO₂:

• ประเภทระบบ: เข้ากันได้กับระบบเลเซอร์ CO₂ หลายรูปแบบ
• การปรับแต่ง: มีให้เลือกหลายระดับพลังงานและขนาดพื้นที่ทำงาน
• ความยืดหยุ่นของวัสดุ: รองรับวัสดุหลายประเภท

ความสามารถในการซื้อ: ต้นทุนเริ่มต้นที่ต่ำทำให้เป็นตัวเลือกที่คุ้มต้นทุนสำหรับการแกะสลัก

วัสดุที่สามารถแปรรูปได้:

• การตัดและการแกะสลัก: พลาสติก อะคริลิค ไม้ กระดาษแข็ง กระดาษ ผ้า ยาง
• แกะสลักเท่านั้น: แก้ว เซรามิก หิน โลหะเคลือบ โลหะเปลือยโดยทั่วไปไม่สามารถแปรรูปได้โดยตรงและอาจต้องใช้สเปรย์หรือสารเคลือบเพื่อทำเครื่องหมาย

การใช้งานทั่วไป:

• การผลิตป้ายและจอแสดงผล
• การตัดและแกะสลักอะครีลิค
• ของขวัญและของเล่นที่กำหนดเอง
• การผลิตถ้วยรางวัลและรางวัล

3.0ไฟเบอร์เลเซอร์คืออะไร?

เลเซอร์ไฟเบอร์ใช้ไฟเบอร์ที่เจือด้วยธาตุหายากเป็นตัวกลางในการเพิ่มค่า และได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการทำเครื่องหมายบนโลหะและการใช้งานพลาสติกที่มีความคมชัดสูง เลเซอร์ไฟเบอร์ชนิดนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานที่เลเซอร์ CO2 ทำได้ไม่ดีนัก โดยให้ความเร็วสูง กินไฟน้อย และแทบไม่ต้องบำรุงรักษา

มันทำงานอย่างไร:
เลเซอร์ไฟเบอร์ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้สถาปัตยกรรมแบบโมโนลิธิกจะสร้างแสงโดยกระตุ้นใยแก้วนำแสงที่ถูกเจือปน (เช่น อิตเทอร์เบียม) พลังงานเลเซอร์จะถูกขยายภายในโพรงของใยแก้วนำแสงและสะท้อนกลับด้วยตะแกรงแบร็กก์ ทำให้เกิดลำแสงแบบขนานที่โฟกัสไปที่พื้นผิวของวัสดุผ่านเลนส์

ข้อดีของไฟเบอร์เลเซอร์:

• การซ่อมบำรุง: แทบไม่ต้องบำรุงรักษาในช่วงระยะเวลาอันยาวนาน
• ขนาด: กะทัดรัดและง่ายต่อการบูรณาการ
• ความเสถียร: คุณภาพลำแสงสูงพร้อมเสียงรบกวนและการกระพริบที่ต่ำ
• ค่าใช้จ่าย: ต่ำกว่าระบบที่เปรียบเทียบได้ที่กำลังไฟขาออกเท่ากัน
• สิ่งแวดล้อม: ทำงานได้ดีภายใต้อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงและสภาวะอุตสาหกรรม
• ความเร็วและพลัง: ความเร็วในการตัดที่รวดเร็วโดยมีระดับพลังงานที่พร้อมใช้งานถึง 12 กิโลวัตต์หรือมากกว่า

เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์และคุณประโยชน์

เลเซอร์ไฟเบอร์ปล่อยลำแสงที่มีจุดโฟกัสสูงพร้อมการดูดซับที่ดีเยี่ยมในโลหะ ทำให้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะในการตัดโลหะ การสะท้อนแสงที่ต่ำและการส่งลำแสงที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเลเซอร์ CO₂ ในการใช้งานโลหะหลายประเภท

• ความเหมาะสมของวัสดุ: เหมาะสำหรับสแตนเลส อลูมิเนียม ทองเหลือง และทองแดง
• ความหนาในการตัด: สามารถตัดแผ่นโลหะที่มีขนาดมากกว่า 1 นิ้ว (25 มม.) โดยมีประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแผ่นโลหะที่มีขนาดต่ำกว่า 0.5 นิ้ว (12.5 มม.)
• ก๊าซช่วย: การใช้ไนโตรเจนหรือออกซิเจนช่วยปรับปรุงการกำจัดตะกรัน ความเร็วในการตัด และคุณภาพขอบ
• การใช้พลังงาน: ทำงานด้วยต้นทุนการดำเนินการเพียงครึ่งหนึ่งถึงหนึ่งในสามของเลเซอร์ CO₂
• ความเร็วในการตัด: เร็วกว่าระบบ CO₂ ดั้งเดิมถึง 5 เท่า
• การซ่อมบำรุง: ระบบเลนส์แบบปิดผนึกช่วยลดการทำความสะอาดและการเปลี่ยนเลนส์
• ผลผลิต: เพิ่มปริมาณงานและลดต้นทุนการผลิตแต่ละชิ้นส่วน

คุณสมบัติหลักของไฟเบอร์เลเซอร์

• การให้คะแนนโดยตรง: มีความสามารถในการแกะสลักและทำเครื่องหมายบนโลหะเปลือยโดยไม่ต้องใช้สเปรย์หรือเคลือบ
• ความทนทาน: อายุการใช้งานยาวนาน (ขั้นต่ำ 25,000 ชั่วโมง)
• แกนหมุน: อุปกรณ์เสริมแบบหมุนที่เลือกได้ช่วยให้สามารถทำเครื่องหมายบนพื้นผิวทรงกระบอกหรือเรียวได้

วัสดุที่สามารถแปรรูปได้:

• โลหะ: อลูมิเนียม, ทองสัมฤทธิ์, ทองแดง, ทองคำ, แพลตตินัม, เงิน, สแตนเลส, ไททาเนียม
• พลาสติก: ABS, โพลีเอไมด์, โพลีคาร์บอเนต, PMMA (อะคริลิก), สารเติมแต่งที่สามารถทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ได้

การใช้งานทั่วไป:

• การทำเครื่องหมายรายการส่งเสริมการขาย
• เครื่องหมายพลาสติกที่มีความคมชัดสูง
• การทำเครื่องหมายชิ้นส่วนโดยตรง
• งานแกะสลักบาร์โค้ด และป้ายชื่อ

4.0ทำความเข้าใจความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเลเซอร์ CO₂ และไฟเบอร์

5.0CO₂ เทียบกับไฟเบอร์เลเซอร์: เทคโนโลยีใดปลอดภัยกว่าในการใช้งาน?

ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยจากเลเซอร์: ไม่ว่าจะเป็นประเภทใด รังสีเลเซอร์—ไม่ว่าจะโดยตรงหรือสะท้อน—ก็สามารถก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อดวงตาและผิวหนังของมนุษย์ได้ เพื่อบรรเทาปัญหานี้ ระบบเลเซอร์จะถูกจำแนกตามความเสี่ยงทางชีวภาพที่อาจเกิดขึ้น โดยมีการติดฉลากความปลอดภัยตามที่กำหนดโดย BS EN 60825-1 (มาตรฐาน IEC 60825-1)มาตรฐานนี้จะระบุคลาสของเลเซอร์และขีดจำกัดการปล่อยแสงที่สอดคล้องกัน:

• ชั้นประถมศึกษาปีที่ 1:ปลอดภัยภายใต้การใช้งานปกติ แม้จะดูหรือสังเกตโดยตรงเป็นเวลานานผ่านอุปกรณ์ออปติก เช่น แว่นขยายหรือกล้องโทรทรรศน์
• ชั้น ม.2: ปล่อยรังสีที่มองเห็นได้ โดยทั่วไปจะปลอดภัยหากสัมผัสด้วยตาเปล่าในระยะสั้น แต่จะก่อให้เกิดอันตรายได้หากมองผ่านอุปกรณ์ช่วยการมองเห็น
• ชั้นประถมศึกษาปีที่ 4:มีความเสี่ยงสูงต่อการบาดเจ็บต่อดวงตาและผิวหนัง แม้จะเกิดจากการสะท้อนแบบกระจาย และยังอาจเกิดอันตรายจากไฟไหม้ได้อีกด้วย

มาตรการความปลอดภัยในระบบการตัดด้วยเลเซอร์

ในขณะที่ ไฟเบอร์เลเซอร์ มีอยู่โดยธรรมชาติ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 4 เนื่องจากมีกำลังเอาต์พุตสูง ระบบการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ส่วนใหญ่จึงได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ตรงตามความต้องการ มาตรฐานความปลอดภัยชั้น 1 ผ่านคุณสมบัติการป้องกันที่แข็งแกร่ง:

• ระบบอินเตอร์ล็อค: ปิดการใช้งานการปล่อยเลเซอร์โดยอัตโนมัติหากแผงเข้าถึงหรือประตูตู้ไม่ได้ปิดอย่างแน่นหนา ช่วยป้องกันการถูกแสงเลเซอร์โดยไม่ได้ตั้งใจ
• หน้าต่างดูแบบป้องกัน: กระจกนิรภัยเลเซอร์แบบพิเศษช่วยปกป้องผู้ปฏิบัติงานจากแสงเลเซอร์และยังช่วยให้มองเห็นได้ชัดเจนอีกด้วย กระจกจะต้องได้รับการจัดอันดับตามกำลังของเลเซอร์ โฟกัส และลักษณะของลำแสง

คุณลักษณะด้านความปลอดภัยของเลเซอร์ CO₂

• การออกแบบแบบเปิด: เครื่องเลเซอร์ CO2 มักใช้โครงสร้างแบบเปิดด้านบน แม้ว่าจะมีแสงสะท้อน แต่ลำแสงจะกระจายตัวอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะเกิดอันตรายร้ายแรง
• การป้องกันที่คุ้มค่า: กระจกนิรภัยที่ใช้โดยทั่วไปจะมีความโปร่งใสครึ่งหนึ่งและมีต้นทุนต่ำกว่า ซึ่งให้การปกป้องที่เพียงพอขณะที่ยังคงมองเห็นได้สำหรับผู้ปฏิบัติงาน

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยของไฟเบอร์เลเซอร์

• ข้อกำหนดการรับรอง: เมื่อซื้ออุปกรณ์เลเซอร์ไฟเบอร์ ให้แน่ใจว่าทั้งแหล่งเลเซอร์และระบบทั้งหมด ได้รับการรับรอง CEเพื่อยืนยันถึงการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยสากล
• การกักเก็บที่ได้รับการปรับปรุง: เนื่องจากความยาวคลื่นสั้นกว่าและความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า เลเซอร์ไฟเบอร์จึงต้องมีการป้องกันและการออกแบบตู้ที่เข้มงวดยิ่งขึ้นเพื่อป้องกันการสัมผัสอันตราย แม้ในระดับพลังงานสูงก็ตาม

6.0CO₂ เทียบกับไฟเบอร์เลเซอร์: อะไรประหยัดพลังงานมากกว่ากัน?

การเปรียบเทียบการใช้พลังงาน:

เลเซอร์ไฟเบอร์มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเลเซอร์ CO₂ ในแง่ของประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความยั่งยืน

ประสิทธิภาพของเลเซอร์ CO₂: ด้วยประสิทธิภาพทางไฟฟ้าประมาณ 10% เลเซอร์ CO₂ ขนาด 6kW โดยทั่วไปจะต้องใช้พลังงานเข้าประมาณ 60kW

ประสิทธิภาพของไฟเบอร์เลเซอร์: ระบบเลเซอร์ไฟเบอร์ทำงานที่ประสิทธิภาพประมาณ 45% (สูงถึง 50%) โดยต้องการพลังงานอินพุตเพียงประมาณ 13kW เพื่อให้ได้เอาต์พุต 6kW เท่ากัน

เมื่อกำลังส่งออกของเลเซอร์เพิ่มขึ้น ความต้องการระบบระบายความร้อนก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย เลเซอร์ CO2 ต้องใช้พลังงานมากกว่ามากเพื่อรักษาความเย็นที่เหมาะสม ส่งผลให้ต้นทุนไฟฟ้าสูงกว่าเลเซอร์ไฟเบอร์

นอกจากนี้ พลังงานที่จำเป็นสำหรับการดูดควันและการกรองจะขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องจักรและพื้นที่ของแท่นตัด พลังงานในการตัดที่สูงขึ้นจะเพิ่มภาระให้กับระบบดูดควัน

บทสรุป: เครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ใช้พลังงานน้อยกว่ามาก ส่งผลให้ประหยัดต้นทุนได้อย่างเห็นได้ชัดในระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีปริมาณมากหรือเป็นระยะเวลานาน

7.0การเปรียบเทียบการลงทุนระหว่าง CO₂ กับไฟเบอร์เลเซอร์

ในขณะที่ ราคาซื้อเริ่มแรก ของเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์โดยทั่วไปจะสูงกว่าของเลเซอร์ CO₂ ความเร็วในการตัดที่เร็วขึ้น—โดยเฉพาะสำหรับวัสดุบาง—เพิ่มผลผลิต เมื่อใช้ร่วมกับ การใช้พลังงานต่ำลงระบบไฟเบอร์ช่วยลดต้นทุนต่อชิ้นส่วน

ความสามารถด้านระบบอัตโนมัติ:
ทั้งระบบเลเซอร์ CO₂ และไฟเบอร์รองรับการทำงานอัตโนมัติระดับสูง รวมถึง:

• การผลิตแบบดับไฟ
• เครื่องเปลี่ยนหัวฉีดอัตโนมัติ
• ระบบเลนส์ออโต้โฟกัส

คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยลดการแทรกแซงด้วยตนเองและเวลาที่ไม่ได้ใช้ ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น แม้ว่าระบบอัตโนมัติที่สูงขึ้นจะเพิ่มต้นทุนล่วงหน้า แต่ก็ช่วยลดเวลาหยุดทำงานที่เกิดจากข้อผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงานได้อย่างมาก และยังช่วยเพิ่มผลตอบแทนจากการลงทุนในระยะยาวอีกด้วย

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อต้นทุนระบบเลเซอร์:

• กำลังเลเซอร์
• ขนาดพื้นที่การตัด
• ระดับของการทำงานอัตโนมัติ

ช่วงราคาทั่วไป:

• ระบบ CO₂ ที่ใช้ในอุตสาหกรรม: 150,000 ปอนด์ขึ้นไป
• ระบบเลเซอร์ไฟเบอร์อุตสาหกรรมใหม่: 275,000 ปอนด์ถึง 550,000 ปอนด์ โดยบางระบบมีราคาเกิน 1 ล้านปอนด์

ในขณะที่ราคาเลเซอร์ไฟเบอร์ลดลงอย่างต่อเนื่องเนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเลเซอร์โซลิดสเตต แต่ราคาเลเซอร์ CO₂ ยังคงค่อนข้างคงที่

8.0CO₂ เทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์: ต้นทุนการบำรุงรักษาและการดำเนินงาน

ข้อกำหนดการบำรุงรักษา:
เลเซอร์ไฟเบอร์ต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่าเลเซอร์ CO₂ อย่างมาก เนื่องมาจากระบบการส่งลำแสงที่แตกต่างกัน

• ไฟเบอร์เลเซอร์: ใช้สายไฟเบอร์ออปติกแบบปิดผนึกเพื่อส่งลำแสงเลเซอร์ไปยังหัวตัดโดยตรง เส้นทางลำแสงแบบปิดช่วยขจัดความเสี่ยงจากการปนเปื้อน
  • วัสดุสิ้นเปลือง: หัวฉีดและหน้าต่างป้องกันเป็นหลัก
  • ระยะเวลาการบำรุงรักษาโดยทั่วไป: น้อยกว่า 30 นาทีต่อสัปดาห์
• เลเซอร์ CO2: อาศัยแขนข้อต่อที่มีกระจกหลายอันและหีบเพลงเพื่อนำทางคาน
  • ความต้องการการบำรุงรักษา: กระจกและท่อลมมักมีฝุ่นเกาะและสึกหรอได้ง่าย จึงต้องทำความสะอาดและเปลี่ยนใหม่เป็นประจำ
  • การสึกหรอทางกล: การเคลื่อนตัวของหีบเพลงอาจทำให้เกิดรูพรุนและการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
  • ผลกระทบทางความร้อน: ความร้อนจากเลเซอร์สามารถทำให้กระจกผิดรูป ทำให้ลำแสงไม่ตรงแนว และต้องมีการปรับเทียบใหม่
  • ความเสี่ยงความเสียหาย: การสะท้อนของลำแสงอาจสร้างความเสียหายให้กับส่วนประกอบราคาแพง เช่น ออสซิลเลเตอร์
  • ระยะเวลาการบำรุงรักษาโดยทั่วไป:4–5 ชั่วโมงต่อสัปดาห์

การจัดตำแหน่งลำแสง:

การจัดตำแหน่งลำแสงอย่างแม่นยำมีความจำเป็นเพื่อให้คุณภาพการตัดสม่ำเสมอ

• เลเซอร์ CO2: เกี่ยวข้องกับกระจกหลายบาน การปรับตำแหน่งใหม่เป็นเรื่องซับซ้อนและใช้เวลานาน
• ไฟเบอร์เลเซอร์: ต้องการการปรับเลนส์เพียงตัวเดียว การจัดตำแหน่งก็รวดเร็วและตรงไปตรงมา

9.0การเปรียบเทียบความเร็วในการตัดด้วย CO₂ กับไฟเบอร์เลเซอร์

ภาพรวมประสิทธิภาพการตัด:
เลเซอร์ไฟเบอร์มอบความเร็วในการตัดที่เร็วกว่าเลเซอร์ CO₂ อย่างมากเมื่อประมวลผลวัสดุบาง (ต่ำกว่า 8 มม.) โดยมีข้อได้เปรียบที่เห็นได้ชัดที่สุดเมื่อพบในแอพพลิเคชั่นสแตนเลส

ความหนา 1 มม.: ไฟเบอร์เลเซอร์ตัดประมาณ เร็วกว่า 6 เท่า มากกว่าเลเซอร์ CO2

ความหนา 5 มม.: ช่องว่างความเร็วแคบลงเหลือประมาณ 2×.

การปรับขนาดพลังงาน: การเพิ่มกำลังเลเซอร์ประมาณ 2 กิโลวัตต์สามารถเพิ่มความเร็วในการตัดวัสดุบางได้ 2-3 ครั้ง.

เมื่อความหนาของวัสดุเพิ่มขึ้นภายใต้เงื่อนไขกำลังที่เท่ากัน เลเซอร์ CO₂ อาจเข้าใกล้หรือในบางกรณีอาจเกินความเร็วการตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบนี้ค่อนข้างจำกัด และ เลเซอร์ CO2 กำลังสูง (มากกว่า 6 กิโลวัตต์) ไม่ค่อยพบเห็นบ่อยนัก ในสถานที่อุตสาหกรรม

ในทางกลับกันเลเซอร์ไฟเบอร์ยังคงมีประสิทธิภาพในวัสดุที่มีความหนาหลากหลาย โดยเฉพาะใน ระบบกำลังสูงซึ่งมีผลงานเหนือกว่าในด้านความเร็วและประสิทธิภาพอย่างสม่ำเสมอ

บันทึก: ความเร็วในการตัดที่เหมาะสมควรได้รับการประเมินไม่เพียงแต่ด้วยเมตริกความเร็วเท่านั้น แต่ยังรวมถึง ชีวิตที่บริโภคได้ และ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ก๊าซ เพื่อให้มั่นใจถึงการดำเนินงานที่คุ้มต้นทุน

ตารางเปรียบเทียบความเร็วในการตัด (เครื่องตัดเลเซอร์ 6kW เทียบกับเครื่องตัดพลาสม่า 170A)

หมายเหตุ: ความเร็วที่แสดงสะท้อนถึงประสิทธิภาพการตัดในแนวตรง การตัดในโลกแห่งความเป็นจริงที่เกี่ยวข้องกับเรขาคณิตที่ซับซ้อนหรือเลย์เอาต์ที่ซ้อนกันอาจทำให้ได้ความเร็วที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่า ความสามารถในการเร่งความเร็วและลดความเร็วของเครื่องจักรยังส่งผลต่อปริมาณงานโดยรวมอีกด้วย

การเปรียบเทียบคุณภาพขอบ

เลเซอร์ CO2:

เลเซอร์ CO2 มีขนาดจุดลำแสงที่ใหญ่กว่า ทำให้เหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่มีความหนาต่างกัน จุดลำแสงที่ใหญ่กว่านี้ทำให้ได้ขอบที่เรียบเนียนขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความหนาของวัสดุเพิ่มขึ้น คุณภาพของขอบที่ตัดจะดีขึ้นตามความลึก ทำให้เลเซอร์ CO2 เป็นตัวเลือกที่ต้องการเมื่อความเรียบของขอบเป็นข้อกำหนดหลักสำหรับวัสดุที่มีความหนา

ไฟเบอร์เลเซอร์:

เลเซอร์ไฟเบอร์มีเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงที่เล็กกว่า ซึ่งทำให้มีรอยตัดที่แคบและตัดวัสดุบางได้รวดเร็ว ลำแสงที่โฟกัสจะช่วยเพิ่มการดูดซับพลังงาน ส่งผลให้ประมวลผลได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม เมื่อตัดวัสดุที่มีความหนามากขึ้น ลำแสงเลเซอร์ไฟเบอร์จะส่งผลต่อส่วนบนของโซนที่ตัดเป็นหลัก เลเซอร์ต้องอาศัยการสะท้อนภายในหลายครั้งจึงจะไปถึงส่วนล่างของรอยตัด ซึ่งอาจนำไปสู่:

พื้นผิวที่หยาบกว่า

ลายเส้นละเอียดตามขอบ

เพิ่มความต้องการแรงดันแก๊สช่วยเพื่ออพยพวัสดุที่หลอมละลายอย่างมีประสิทธิภาพ

ดังนั้น คุณภาพของขอบตัดอาจด้อยกว่าเลเซอร์ CO₂ เมื่อทำการประมวลผลส่วนที่หนา โดยเฉพาะในแอพพลิเคชั่นที่ต้องมีการประมวลผลหลังการประมวลผลน้อยที่สุด

10.0ตารางเปรียบเทียบการประมวลผลวัสดุระหว่างเลเซอร์ CO₂ และเลเซอร์ไฟเบอร์

11.0ไฟเบอร์เลเซอร์เทียบกับเลเซอร์ CO₂: คุณควรซื้อแบบใดและทำไม?

การเลือกใช้เครื่องตัดเลเซอร์แบบ CO₂ หรือแบบไฟเบอร์

หากคุณกำลังวางแผนที่จะซื้อเครื่องตัดเลเซอร์แต่ไม่แน่ใจว่าจะเลือกเลเซอร์ CO₂ หรือเลเซอร์ไฟเบอร์ การทำความเข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองนี้จะช่วยให้คุณตัดสินใจได้อย่างถูกต้อง

การเข้าใจข้อดีและข้อจำกัดของเลเซอร์แต่ละประเภทอย่างชัดเจน จะช่วยให้คุณตัดสินใจได้ว่าประเภทใดเหมาะกับความต้องการเฉพาะของคุณมากกว่า

11.1การเปรียบเทียบการตัดสแตนเลสขนาด 5 มม.

• ตัวอย่างสแตนเลสตัดเลเซอร์ CO₂ ขนาด 5 มม.
• การตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ตัวอย่างสแตนเลส 5 มม.

(แทรกแผนผังหรือภาพเปรียบเทียบที่นี่)

11.2ปัจจัยสำคัญในการเลือกระบบการตัดด้วยเลเซอร์

การเลือกใช้ระบบตัดเลเซอร์อัตโนมัติที่เหมาะสมนั้นต้องอาศัยการประเมินการใช้งาน ความต้องการ ข้อจำกัด และแผนการเติบโตในอนาคตของคุณอย่างครอบคลุม โดยต้องคำนึงถึงประเด็นหลักๆ ดังนี้:

• ประเภทและความหนาของวัสดุ
• ความแม่นยำในการประมวลผล
• ประสิทธิภาพการผลิต
• งบประมาณการซื้อ
• ต้นทุนการดำเนินงาน

11.3การเปรียบเทียบและสรุปเทคโนโลยี

แม้ว่าเทคโนโลยีเลเซอร์ CO₂ จะได้รับการยอมรับอย่างดีและยังคงเหนือกว่าในการตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะหลายชนิด แต่เลเซอร์ไฟเบอร์ก็ให้ประสิทธิภาพสูงถึง ความเร็วในการตัดเร็วขึ้น 5 เท่า บนโลหะบาง (น้อยกว่า 8 มม.) และสามารถลดต้นทุนการดำเนินงานได้ประมาณ 50%.

ผลผลิตที่สูงขึ้นและต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวมที่ต่ำลงทำให้ไฟเบอร์เลเซอร์เป็นพลังแห่งการเปลี่ยนแปลงในอุตสาหกรรม

11.4การเปรียบเทียบประสิทธิภาพหลักของเทคโนโลยีเลเซอร์

12.0เลเซอร์ CO₂ เทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์ — คำถามที่พบบ่อย

เลเซอร์ CO₂ คืออะไร?
เลเซอร์ CO2 สร้างแสงเลเซอร์โดยกระตุ้นโมเลกุลก๊าซ CO2 ซึ่งสร้างความยาวคลื่นประมาณ 10.6 ไมครอน เหมาะสำหรับการตัดและแกะสลักวัสดุที่ไม่ใช่โลหะหลากหลายประเภท และปัจจุบันถือเป็นเลเซอร์ประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด

ไฟเบอร์เลเซอร์คืออะไร?
ไฟเบอร์เลเซอร์ใช้ไฟเบอร์ออปติกที่เจือด้วยธาตุหายาก (โดยทั่วไปคืออิตเทอร์เบียม) เป็นตัวกลางในการขยาย โดยมีความยาวคลื่นสั้นกว่าประมาณ 1.064 ไมครอน ไฟเบอร์เลเซอร์ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการตัดและทำเครื่องหมายโลหะ โดยให้ประสิทธิภาพสูงและบำรุงรักษาง่าย

ความแตกต่างหลักระหว่างเลเซอร์ CO₂ และเลเซอร์ไฟเบอร์คืออะไร?

ความยาวคลื่น: เลเซอร์ CO2 ทำงานที่ 10.6 ไมครอน ส่วนเลเซอร์ไฟเบอร์ทำงานที่ 1.064 ไมครอน

ความเหมาะสมของวัสดุ: เลเซอร์ CO₂ โดดเด่นในด้านวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ในขณะที่เลเซอร์ไฟเบอร์ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการตัดโลหะ

ประสิทธิภาพและการบำรุงรักษา: เลเซอร์ไฟเบอร์ให้ประสิทธิภาพในการใช้พลังงานที่สูงกว่าและการบำรุงรักษาที่ง่ายกว่า ในขณะที่เลเซอร์ CO₂ ใช้พลังงานมากขึ้นและต้องการการบำรุงรักษาที่ซับซ้อนกว่า

เลเซอร์ชนิดใดดีกว่าสำหรับการตัดโลหะ?
เลเซอร์ไฟเบอร์ซึ่งมีความยาวคลื่นสั้นกว่าและประสิทธิภาพในการดูดซับที่สูงขึ้น เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดโลหะหลายชนิด โดยเฉพาะแผ่นโลหะบาง (<8 มม.) โดยให้ความเร็วในการตัดที่เร็วกว่าและใช้พลังงานต่ำกว่า

เลเซอร์ CO₂ มีข้อดีอะไรบ้าง?
เลเซอร์ CO2 รองรับวัสดุได้หลากหลาย (พลาสติก ไม้ อะคริลิก เป็นต้น) มีโครงสร้างที่เรียบง่าย ต้นทุนเบื้องต้นต่ำกว่า และให้การตัดและแกะสลักคุณภาพสูงบนวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ

ต้นทุนการดำเนินการต่างกันมากไหม?
เลเซอร์ไฟเบอร์มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานมากกว่าเลเซอร์ CO₂ ประมาณ 4 ถึง 5 เท่า ส่งผลให้ใช้พลังงานและต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำกว่าอย่างมาก จึงประหยัดกว่าในระยะยาว

เลเซอร์แบบใดปลอดภัยกว่ากัน?
ทั้งสองประเภทเป็นเลเซอร์กำลังสูงซึ่งต้องมีมาตรการด้านความปลอดภัยที่เข้มงวด ระบบการตัดด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาให้ตรงตามมาตรฐานความปลอดภัยของเลเซอร์คลาส 1 เพื่อให้แน่ใจว่าใช้งานได้อย่างปลอดภัย

การบำรุงรักษาไฟเบอร์เลเซอร์มีความซับซ้อนหรือไม่?
การบำรุงรักษาทำได้ง่าย โดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการทำความสะอาดหัวฉีดและหน้าต่างป้องกัน โดยทั่วไปจะมีเวลาบำรุงรักษาไม่เกิน 30 นาทีต่อสัปดาห์

การบำรุงรักษาเลเซอร์ CO₂ ยากหรือไม่?
การบำรุงรักษามีความซับซ้อนมากขึ้น โดยต้องทำความสะอาดกระจกและท่อลมเป็นประจำ การบำรุงรักษารายสัปดาห์อาจใช้เวลา 4 ถึง 5 ชั่วโมง

ต้นทุนการซื้อมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญหรือไม่?
โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ไฟเบอร์จะมีการลงทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า โดยมักจะมีค่าใช้จ่ายมากกว่าเลเซอร์ CO₂ หลายเท่า อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำลงสามารถคืนทุนได้ในระยะยาว

เลเซอร์ไฟเบอร์เหมาะกับพลาสติกและวัสดุอินทรีย์หรือไม่?
โดยทั่วไปไม่แนะนำให้ใช้เลเซอร์ไฟเบอร์เหมาะสำหรับโลหะและพลาสติกที่มีสารเติมแต่งที่ไวต่อเลเซอร์

 

อ้างอิง

www.researchgate.net/publication/335334467_การวิเคราะห์ความแม่นยำของการตัดด้วยเลเซอร์ด้วยไฟเบอร์และ CO2

https://www.xometry.com/resources/sheet/co2-laser-vs-fiber-laser/

https://www.tubeformsolutions.com/blog/tube-bender-7/fiber-vs-co2-laser-cutting-understanding-the-differences-448