Для чего нужны мощные волоконные лазеры для резки?

История мощных волоконных лазеров - это история сокращения времени процесса лазерной резки. Вот почему мы видим, что производители изделий из металла покупают один станок для лазерной резки высокой мощности, чтобы заменить два или даже три старых лазера. Они могут изготавливать детали на одном лазере быстрее и дешевле, чем когда-либо ранее. Подробнее расскажет Источник.

Не только резка заготовок большой толщины, но также сокращение времени

Не нужно быть экспертом в технологии резки волоконным лазером, чтобы знать, что если с помощью лазера мощностью 4 кВт можно разрезать пластину толщиной 6 мм, то с помощью лазера мощностью 8 кВт ее можно разрезать еще быстрее. А теперь подумайте, что можно сделать с помощью станка для лазерной резки на 12 кВт. А как насчет 15 кВт?

Такие мощности доступны сегодня производителям изделий из металла, но было бы неправильно сосредоточиваться исключительно на резке толстого металла с помощью этих новых мощных волоконных лазеров. Станки мощностью 10, 12 и даже 15 кВт могут делать гораздо больше, чем просто резать толстые заготовки, даже если это первое, что приходит в голову изготовителю изделий из металла, когда он говорит об этих мощных станках. Реальность такова, что подавляющее большинство компаний по производству металлопродукции обрабатывают металл толщиной 6 мм или меньше. Есть не так много производств, где требуется лазерная резка очень толстого металла специального назначения для чего-то вроде ядерных реакторов. Таких областей применения не так много.
С чего все начиналось

В середине 2000-х годов мощные станки для резки с помощью лазера на углекислом газе (CO2) стали считать инструментом, необходимым для быстрой и эффективной обработки листа для создания комплектов брони для военных транспортных средств. Самодельные взрывные устройства представляли огромную угрозу, и эти броне комплекты защищали военнослужащих так, как не могли этого сделать обычные транспортные средства.

Всего несколько лет спустя дебютировала технология волоконного лазера, и к середине этого десятилетия скорость ее внедрения резко возросла. Не беспокоясь о чистке зеркала или линзы, проверке сильфона и выравнивании луча, производители нашли новый инструмент, который требовал минимального обслуживания и стоил примерно половину стоимости эксплуатации системы на CO2.

Волоконный лазер также создает длину волны луча, которая примерно в 10 раз короче, чем длина волны луча 10 микрон, характерная для резонатора на CO2. Это обеспечивает сфокусированный луч более высокой плотности, который в сочетании с более высокой степенью поглощения приводит к скорости резания, которая значительно превосходит скорость CO2-лазера, особенно при толщине материала менее 6 мм.

Используя технологию волоконного лазера, производители могут увеличивать мощность своих станков, добавив дополнительные лазерные модули (в этих модулях свет, излучаемый полупроводниковыми диодами, возбуждается в волоконной оптике, легированной иттербием, до тех пор, пока не будет получен лазер. Все модули соединены с активным волокном, которое затем используется для доставки лазерного луча.) Вот почему недавний рост мощности произошел так быстро: с чисто технологической точки зрения увеличить мощности не сложно. Фактически, мощность современных систем волоконной лазерной резки и сварки в некоторых случаях может превышать 100 кВт.

Причина, по которой производители не имеют в своих цехах систем на 100 кВт, заключается в том, что системы доставки пучка просто не могут выдержать такую большую мощность. Вот почему проводится так много исследований в области проектирования режущих головок. Каждый производитель систем лазерной резки стремится создать надежную режущую головку, которая может доставлять луч волоконного лазера в течение продолжительного времени в тяжелых условиях резания, что более чем вероятно при резке толстых материалов.

В последние годы те же производители станков разработали оптику режущей головки, которая позволяет регулировать размер луча во время резания. Благодаря развитию этой технологии, машины с волоконным лазером перестали быть исключительно инструментом для резки тонкого листового металла.
Что мощные волоконные лазеры означают для производственного цеха

Итак, насколько мощный волоконный лазер нужен производителю? Компания должна смотреть на типичный диапазон толщины, который характерен для 80 процентов ее работы. Если этот диапазон небольшой, то лазер мощностью 15 кВт вряд ли понадобится. (Даже если бы в цеху был волоконный лазер мощностью 15 кВт, он бы работал на мощности, пониженной до 6 кВт и резал этот тонкий материал с очень высокой скоростью и с низкими затратами.)

Вот несколько общих правил резки обычных металлов, таких как сталь, нержавеющая сталь или алюминий:

До 5 мм – лазер мощностью от 6 до 8 кВт

От 5 до 20 мм - от 8 до 10 кВт

Более 20 мм - от 8 до 15 кВт

Имейте в виду, что производитель с мощным станком может производить больше деталей в час, а стоимость деталей резко падает с увеличением мощности. Но это происходит только в том случае, если мощность станка для лазерной резки можно максимизировать достаточно быстро.