La tecnología láser desempeña un papel cada vez más importante en la fabricación industrial, especialmente en aplicaciones como el corte, grabado y marcado de metales. Los láseres industriales comunes en el mercado incluyen los láseres de fibra óptica y de CO2.
Este artículo se centra principalmente en el láser de fibra frente al co2. Espero que le ayude a elegir el láser de fibra adecuado.
¿Qué es un láser de fibra?
Cómo funcionan los láseres de fibra
Un láser de fibra es un tipo de láser en el que el medio de ganancia activo es una fibra óptica dopada con elementos de tierras raras como erbio, itrio, neodimio, antimonio, neodimio, torio y holmio, estos elementos proporcionan la amplificación de luz necesaria sin necesidad de para reflectores externos.
El rayo láser se puede enviar al objetivo directamente desde una fibra óptica o mediante un cable flexible, lo que permite una alta precisión y flexibilidad en una variedad de aplicaciones que incluyen corte, soldadura y marcado.
Los láseres de fibra son altamente eficientes debido a las propiedades únicas de la fibra, que proporcionan una gran superficie para enfriamiento y permiten largas interacciones entre la luz de bombeo y el medio de ganancia. Esto da como resultado un sistema láser que es compacto, energéticamente eficiente y capaz de producir un rayo láser de alta calidad.
Características principales de los láseres de fibra:
- Longitud de onda: la longitud de onda del láser de fibra frente a la de co2 es más corta, lo que da como resultado una mejor calidad del haz y precisión de corte.
- Calidad del haz: Haz enfocado y estrecho, adecuado para diseños complejos y materiales finos.
- Eficiencia Energética: Alta eficiencia, menores costos operativos.
- Mantenimiento: corte por láser de fibra vs corte por láser de co2, requiere un mantenimiento mínimo.
¿Qué es un láser de CO2?
Cómo funcionan los láseres de CO2
Como medio láser sirve un tubo lleno de gas que lo rodea. La mezcla de gases suele contener dióxido de carbono (CO2) y otros gases como nitrógeno (N2), helio (He) y, a veces, hidrógeno (H2) o xenón (Xe).
Características del láser de CO2:
- Longitud de onda: la longitud de onda del láser de CO2 frente a la de fibra es más larga, proporciona una mejor absorción del material y es adecuada para materiales específicos como plástico y madera.
- Calidad del haz: Haz más ancho y menos enfocado, adecuado para materiales más gruesos y corte/grabado no metálico.
- Costo: costo del láser de fibra frente al co2, el costo inicial general es menor.
láser de fibra vs co2
| Factor | Láser de Fibra | Láser CO2 |
|---|---|---|
| Aplicaciones | Metales, algunos no metales, corte, marcado, soldadura | No metales, algunos metales, corte, grabado, marcado |
| Compatibilidad de Materiales | Altamente efectivo en metales, limitado en no metales | Altamente efectivo en no metales, menos efectivo en metales |
| Velocidad y Precisión de Corte | Alta velocidad y alta precisión | Velocidad moderada, alta precisión |
| Calidad del Haz | Alta (haz muy enfocado, mínima divergencia) | Buena (tamaño del punto más grande que los láseres de fibra) |
| Consumo de Energía y Eficiencia | Menor consumo de energía, mayor eficiencia | Mayor consumo de energía, menor eficiencia |
| Requisitos de Mantenimiento | Menor (estado sólido, menos partes móviles) | Mayor (recargas de gas, verificaciones de alineación) |
| Costo (Inicial y Operativo) | Mayor costo inicial, menor costo operativo | Menor costo inicial, mayor costo operativo |
Ventaja del láser de fibra frente al láser de co2
Las ventajas del corte por láser de fibra incluyen:
- Zona afectada por el calor más pequeña: Los láseres de fibra tienen una mayor calidad de haz y una mayor densidad de energía, por lo que la zona afectada por el calor durante el corte es más pequeña. Esto reduce la deformación del material y el estrés térmico, mejorando la precisión del corte y el acabado de la superficie.
- Ranura de corte más pequeña: Los láseres de fibra tienen un haz más estrecho, por lo que la ranura de corte es más pequeña, lo que puede reducir el desperdicio de material y mejorar su utilización.
- Mayores velocidades de corte: los láseres de fibra tienen una mayor densidad de potencia, lo que da como resultado velocidades de corte más rápidas, lo que puede mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costos de producción.
Las ventajas del corte por láser de CO2 incluyen:
- Mejor calidad del filo: el láser de CO2 tiene una longitud de onda más larga y puede ser absorbido mejor por materiales no metálicos, por lo que el filo es más suave y hermoso.
- Menor costo de equipo: las máquinas de corte por láser de CO2 generalmente cuestan menos que las máquinas de corte por láser de fibra.
Desventajas del láser de co2 frente a la fibra óptica
- Corte por láser de fibra: No apto para cortar ciertos materiales no metálicos, como madera y plástico.
- Corte por láser de CO2: la velocidad de corte es lenta, la zona afectada por el calor es grande y la calidad del filo es mala.
Consumo de nitrógeno de Co2 vs láser de fibra
Aunque tanto los láseres de dióxido de carbono como los de fibra pueden utilizar nitrógeno como gas auxiliar durante el proceso de corte, existen diferencias significativas en sus tasas de consumo de nitrógeno.
láser de dióxido de carbono:
Esto se debe a que los láseres de CO2 tienen haces más débiles, lo que genera un mayor desperdicio de energía y requieren mayores flujos de aire para eliminar el material fundido y evitar la oxidación.
Se estima que los láseres de CO2 consumen de media un 20% más de oxígeno y un 40% más de nitrógeno que los láseres de fibra.
Láser de fibra óptica:
Debido a su haz potente y altamente enfocado, se utiliza menos nitrógeno, lo que da como resultado un corte más limpio, minimiza la escoria y reduce la dependencia del gas auxiliar para eliminar el material.
Si bien el consumo de nitrógeno varía según el material y el espesor, el consumo general de nitrógeno es generalmente menor para los láseres de fibra en comparación con los láseres de CO2.
Factores que afectan el consumo de nitrógeno:
- Material que se está cortando: Diferentes materiales requieren diferentes caudales de gas. Por ejemplo, cortar metal más grueso puede requerir un mayor caudal de nitrógeno en comparación con una placa delgada.
- Velocidad de corte y espesor: velocidades de corte más rápidas o materiales más gruesos generalmente requieren más gas de asistencia.
- Configuración de la máquina: los caudales y presiones del gas son ajustables para ambos tipos de láser, lo que afecta el consumo de nitrógeno.
Precauciones:
El aire se puede utilizar como gas auxiliar alternativo para ciertos materiales y aplicaciones de láser de CO2, lo que reduce aún más el consumo de nitrógeno. Sin embargo, el aire puede afectar la calidad del corte e introducir oxidación y requiere una consideración cuidadosa.
El coste del nitrógeno puede ser un factor importante. Elegir el tipo de láser adecuado y optimizar los parámetros de corte puede generar importantes ahorros de costes a largo plazo.
Calidad de la velocidad del láser de fibra frente al láser de co2
| Factor | Corte por Láser de Fibra | Corte por Láser CO2 |
|---|---|---|
| Zona Afectada por Calor | Pequeña | Grande |
| Anchura del Corte | Pequeña | Grande |
| Velocidad de Corte | Rápida | Lenta |
| Calidad del Haz | Buena | Pobre |
| Vida Útil | Larga | Corta |
| Costo del Equipo | Alto | Bajo |
| Calidad del Borde de Corte | Media | Buena |
| Materiales Aplicables | Metales | No metales |
| Grosor Aplicable | Delgado | Grueso |
Elija el láser adecuado
Aplicando:
Al seleccionar el láser de fibra adecuado, debe determinar si va a realizar corte, grabado o marcado con láser. La elección del material es crucial, ya que los láseres tienen un impacto significativo en diferentes materiales.
Compatibilidad de materiales:
Algunos materiales altamente reflectantes requieren opciones de procesamiento especiales para láseres. Asegúrese de que el láser seleccionado interactúe efectivamente con el material que necesita.
Velocidad y precisión de corte:
Para determinar el proyecto, la fibra óptica y el dióxido de carbono pueden satisfacer las diferentes necesidades de los usuarios en términos de precisión y velocidad de corte.
Costo económico del láser de fibra frente al láser de co2:
A la hora de elegir el láser de fibra adecuado, es necesario tener un presupuesto determinado, el coste del láser de fibra frente al de CO2 es relativamente mayor y es más probable que se utilice en el mercado industrial.
Compendiar:
Las principales diferencias entre los láseres de fibra óptica y de CO2 son los materiales, las longitudes de onda, los campos de aplicación, la calidad de corte y la velocidad. Si desea elegir el láser adecuado, debe elegir el láser adecuado según sus propias necesidades y presupuesto. Conozca más sobre láseres, puede contactarnos o contactarnos con Dowell Laser.