Laser CO2 et laser à fibre :avantages et inconvénients

CO2 vs laser à fibre, quel est le meilleur ? Cela a été une discussion courante dans les cercles de fabrication depuis plusieurs années maintenant, car les puristes du laser insistent sur le fait que le CO2 était la meilleure technologie et que d'autres promouvant les nouvelles innovations des lasers à fibre insistent sur le contraire. Mais qui a raison ? Quelle technologie est la meilleure et comment affecte-t-elle votre résultat net ?

Un indice de la réponse est la prise de conscience que la plupart des fabricants proposent à la fois les technologies CO2 et laser à fibre dans leur offre de produits de machines. Ils le font car ils ont constaté qu'il existe une différence marquée dans les technologies, les capacités et, plus important encore, leurs performances dans certains matériaux, épaisseurs et applications spéciales. En fin de compte, cela dépend du type de matériau que vous coupez et de son épaisseur.

Dans un article précédent, Pourquoi le kilowatt n'est pas le roi, nous avons découvert que les lasers à fibre obtiennent plus de puissance du résonateur, ou de la source d'alimentation, à la tête de coupe. Ils y parviennent en n'ayant pas à réfléchir le faisceau sur des miroirs et à recentrer le faisceau à travers une myriade de lentilles, conservant ainsi toute la puissance produite à la source. Les lasers CO2 gagnent cependant un avantage en ce qui concerne les types de matériaux et la flexibilité de s'adapter à une plus large gamme de matériaux.

Qu'est-ce qu'un laser à fibre ?

Un laser à fibre est simplement un terme utilisé pour la méthode de livraison par fibre optique qui amène la source de lumière intense et amplifiée à la tête de coupe de la machine laser. Le terme ne précise pas comment la source lumineuse est créée (qui est différente de celle des résonateurs à CO2). La méthode de livraison du faisceau de fibres a grandement simplifié le processus de construction d'un laser et, à ce titre, de nombreuses machines sont arrivées sur le marché à des prix considérablement réduits.

Comment fonctionne un laser à fibre ?

La fibre reçoit la source lumineuse du résonateur de la machine de découpe laser et la transmet à la tête de découpe qui est contrôlée par la CNC. Dans la tête de coupe, le laser est émis depuis l'extrémité du câble à fibre optique et recentré à travers une série de lentilles focales en un point presque parfait sur la surface du matériau. Purgé avec des gaz de coupe tels que NO2 et O2 autour du laser, le matériau à usiner est rapidement vaporisé dans le cœur intense et soufflé sous forme de particules de poussière.

Qu'est-ce qu'un laser CO2 ?

Un laser CO2 fait vraiment référence à la méthode de génération du laser lui-même. Un résonateur, purgé avec des gaz CO2 à haute vitesse (turbos ou soufflantes) a utilisé une variété de méthodes pour diviser les ions de particules légères (généralement une excitation RF ou CC) provoquant la collision des particules légères les unes avec les autres et se séparant à des intervalles encore plus grands .

Comment fonctionne un laser CO2 ?

Une fois que le résonateur CO2 a créé suffisamment de lumière, il est délivré d'une manière différente de la méthode de la fibre optique. Le faisceau est délivré via un processus de réflexion et de recentrage sur un chemin alambiqué appelé "système de livraison de chemin de faisceau" qui est purgé avec des "gaz laz" protégés pour garder le chemin pur et propre et exempt de poussière qui interférerait avec la livraison de la pleine intensité du laser. Une fois que le laser est réfléchi vers la tête de coupe, il est recentré et émis de la même manière que les machines à fibre utilisant une série de lentilles pour recentrer et un bouclier de gaz de coupe à haute vitesse pour purger le chemin usiné.

CO2 vs laser à fibre :avantages et inconvénients de chacun

Laser CO2 Avantage

• Finition :les lasers CO2 produisent généralement une meilleure qualité d'arête sur les pièces en acier inoxydable et en aluminium.
• Flexibilité :les lasers CO2 offrent la flexibilité dans une gamme d'applications laser, y compris les non-métaux.
• Technologie connue :comme les lasers CO2 existent depuis plus de 30 ans, la technologie et les résultats sont donc assez prévisibles. Cela offre un bon niveau d'assurance à un utilisateur.

Inconvénient du laser CO2

• Coûts d'exploitation :mis à part les miroirs, les soufflets de lentilles et les gaz nécessaires pour maintenir le système de diffusion du faisceau pur et propre, les coûts de consommation d'énergie sont 70 % plus élevés car le résonateur de CO2, le ventilateur, le refroidisseur, etc. nécessitent beaucoup plus d'énergie.
• Maintenance :tous les composants mentionnés ci-dessus du système de livraison du trajet du faisceau nécessitent une maintenance qui peut non seulement perturber la fabrication, mais également très coûteuse.
• Vitesse :dans les matériaux fins, un laser CO2 ne peut tout simplement pas rivaliser avec une fibre. Par exemple, un CO2 de 4KW dans de l'acier doux 16 GA utilisant du N2 comme gaz de coupe a une vitesse de coupe recommandée de seulement 260 IPM alors qu'un laser à fibre équipé de la même manière a une vitesse de coupe d'environ 1 417 IPM, une grande différence.

Avantage FiberLaser

• Coûts d'investissement :à mesure que la technologie laser à semi-conducteurs devient de plus en plus populaire, le coût des systèmes diminue. À titre d'exemple, un système de découpe laser à fibre domestique bien équipé peut être acheté à partir de bien moins de 300 K
• Entretien :sans le système de diffusion du faisceau et sa myriade d'utilisations de miroirs, de soufflets, de gaz humides, le laser à fibre (en particulier le type de résonateur à semi-conducteurs) a considérablement réduit la quantité d'entretien nécessaire et, par conséquent, les coûts associés à cet entretien .
• Vitesse :dans la course des lasers à fibre aux lasers CO2 dans les matériaux fins, il n'y a tout simplement pas de comparaison. La fibre est du double au triple de la vitesse dans les matériaux de jauge.
• Coûts d'exploitation :avec des exigences d'alimentation inférieures pour le résonateur et des exigences de refroidissement inférieures, la consommation d'énergie requise pour un laser à fibre est d'environ 1/3 de celle de son cousin CO2. Couplé à moins d'entretien, moins de consommables et une coupe plus rapide, les coûts par pièce d'un laser à fibre sont extrêmement avantageux.

Inconvénient du laser à fibre

• Finition des matériaux épais :l'un des avantages des lasers CO2 est les finitions obtenues dans des matériaux plus épais, en particulier l'acier inoxydable et l'aluminium. Alors que la technologie laser à fibre n'est pas loin au moment de la rédaction de cet article, le CO2 est toujours le leader dans ce domaine.
• Flexibilité globale :comme nous l'avons mentionné précédemment, le laser CO2 a plus de flexibilité pour couper à travers une plus large gamme de matériaux, en particulier les non-métaux. Alors que la technologie des fibres rattrape son retard et peut en fait couper le laiton et le cuivre hors de la boîte (les lasers CO2 ont beaucoup de mal avec ces matériaux), leur utilisation a des limites, en particulier dans les applications non métalliques.
• Technologie connue/Niveau de confort :si vous utilisez actuellement un ou plusieurs systèmes laser CO2 dans votre installation, vous êtes susceptible de vous orienter très fortement dans cette direction technologique au départ, car c'est le "démon" que vous connaissez par rapport à celui que vous ne pas.

L'essentiel

La technologie laser CO2 vs fibre laser est un argument qui s'estompe lentement dans notre industrie. Au fur et à mesure que la technologie laser à fibre vieillit, les ingénieurs et les fabricants ont découvert des moyens d'émuler les effets du laser CO2 et donc des succès. En produisant la source de lumière laser dans différentes longueurs d'onde et en fournissant cette longueur d'onde sur un câble à fibre optique spécifiquement "réglé", ils obtiennent de meilleurs résultats dans des matériaux plus épais et éliminent ainsi rapidement les arguments contre la technologie laser à fibre. De plus, comme le coût des lasers à fibre est considérablement réduit, ils entrent dans la gamme d'un atelier de fabrication ordinaire de petite à moyenne taille dont la technologie était généralement hors de portée. Cette nouvelle capacité, amortie par des coûts d'investissement réduits, promet un bel avenir à la Fibre.

Que vous recherchiez votre premier système de découpe laser ou votre dixième, les experts de Southern Fabricating Machinery Sales, Inc. peut vous aider dans votre recherche. Nous connaissons les applications, leurs meilleures gammes et avons les solutions dont vous avez besoin dans les technologies de découpe laser CO2 ET fibre.