Công nghệ CO2 so với Laser sợi quang: Công nghệ nào phù hợp với bạn?

Phân tích cẩn thận và toàn diện này không chỉ kiểm tra bản thân thiết bị cắt mà còn kiểm tra tác động của thiết bị mới đối với các quy trình chế tạo kim loại tấm hiện có khác.

Sự phát triển của công nghệ cắt bằng sợi quang

Cắt laser sợi quang là một trong những công nghệ “đột phá” nhất được đưa vào thị trường gia công kim loại kể từ khi laser CO2 lần đầu tiên được giới thiệu để cắt kim loại tấm vào những năm 1980. Công nghệ cắt laser sợi quang được coi là một sự thay đổi mang tính đột phá và mang tính “cách mạng” vì nó đã tác động đến toàn bộ hiện trạng trong chế tạo kim loại tấm.

Trong một khoảng thời gian tương đối ngắn, chúng tôi đã thấy những tiến bộ theo cấp số nhân trong công nghệ cắt Laser sợi quang được sử dụng để cắt các tấm và tấm kim loại phẳng. Chỉ trong 5 năm, laser sợi quang đã đạt được ngưỡng cắt 4 kW mà laser CO2 mất khoảng 4 lần để đạt được. Sau 10 năm, laser sợi quang đã đạt được dải công suất 10 kW đến 12 kW mà việc cắt bằng laser CO2 chưa từng làm được. Công bằng mà nói, laser sợi quang - một số loại vượt quá 20 kW - đã được các ngành công nghiệp khác sử dụng trong nhiều năm trong các ứng dụng khác ngoài cắt kim loại tấm.

Ưu điểm của công nghệ cắt bằng sợi quang

Ưu điểm chính của việc cắt kim loại tấm phẳng bằng công nghệ Laser sợi quang có được từ cấu hình thiết kế trạng thái rắn nguyên khối, sợi quang đến sợi quang, không cần bảo trì và cung cấp chi phí vận hành thấp hơn so với các loại laser CO2 tương đương.

Đặc điểm của chùm tia laser sợi quang cũng cung cấp tốc độ cắt nhanh hơn nhiều so với laser CO2 như chúng ta sẽ tìm hiểu bên dưới.

Chùm sáng hội tụ của laser sợi quang kể cả 2 kW cho thấy mật độ công suất lớn hơn 5 lần tại tiêu điểm khi so sánh với laser CO2 4 kW. Nó cũng sở hữu đặc tính hấp thụ lớn hơn 2,5 lần do bước sóng ngắn hơn của laser sợi quang. (xem Hình 1 và Hình 2).

Sự hấp thụ cao hơn của bước sóng sợi quang và mật độ công suất cao hơn được tạo ra bởi chùm tia hội tụ kết hợp để đạt được tốc độ cắt tăng lên đến năm lần trong các vật liệu có độ dày dưới 1/4 inch.

Hệ thống cắt laser sợi quang chắc chắn có thể cắt dày tới 1 inch với công suất laser sợi quang cao hơn và thậm chí cắt nhanh hơn khi sử dụng nitơ làm khí hỗ trợ, nhưng “điểm ngọt ngào” nơi những lợi ích đáng kể nhất được nhận ra là ở kích thước 5/16 inch và dưới phạm vi cho thép khi so sánh với hệ thống CO2. Chắc chắn, nếu bạn đang gia công vật liệu không gỉ, nhôm, đồng thau hoặc đồng, công nghệ laser sợi quang là nhanh nhất và tiết kiệm nhất bất kể độ dày.

Hình 1. So sánh mật độ công suất của laser CO2 và Fiber tại tiêu điểm.         

Hình 2. So sánh độ hấp thụ giữa CO2 và Laser sợi quang dựa trên bước sóng và độ dày.

Các lợi ích về tốc độ là vượt trội nhất khi nitơ được sử dụng như một khí hỗ trợ vì vật liệu nóng chảy được đẩy ra khỏi vết cắt  nitơ cũng nhanh như khi nó bị nóng chảy. Mật độ công suất chùm tia laser càng cao, vật liệu được đưa đến trạng thái nóng chảy càng nhanh, tốc độ cấp liệu càng nhanh.

Hình 3: Các bộ phận kim loại tấm dày và nhỏ hơn 1/8, được cắt bằng hệ thống laser sợi quang.

Sử dụng hiệu quả lợi ích tốc độ từ Laser sợi quang công suất cao cần lập kế hoạch và quản lý cẩn thận tất cả các quy trình. Với thông lượng lớn hơn 3-4 lần và chi phí vận hành bằng một nửa laser CO2, lợi nhuận tài chính có thể thay đổi cuộc chơi. Kết quả là chi phí trên mỗi phần thấp hơn, tỷ suất lợi nhuận tiềm năng cao hơn và thời gian đầu tư thu hồi vốn ngắn hơn. Đừng quên lợi ích bổ sung của việc tăng công suất máy là bạn đang xử lý khối lượng bộ phận bình thường nhanh hơn nhiều, tạo cơ hội thực hiện thêm công việc để tăng thêm doanh thu và lợi nhuận bán hàng của bạn.

Laser sợi quang có thể cắt đồng, đồng thau và nhôm tốt hơn và an toàn hơn nhiều so với CO2 vì chùm tia này dễ hấp thụ hơn và không bị phản xạ. Chi phí vận hành laser sợi quang thường bằng một nửa so với hệ thống CO2 có thể cung cấp do mức tiêu thụ điện thấp hơn và hiệu suất điện cao của laser sợi quang.

Có nhiều khía cạnh khi vận hành máy cắt laser CO2 không tồn tại khi vận hành máy cắt laser sợi quang:

• Máy cắt laser Fiber công suất cao có khả năng cắt nhanh gấp 5 lần so với laser CO2 thông thường và tiết kiệm một nửa chi phí vận hành.
• Máy cắt laser sợi quang không cần bất kỳ thời gian khởi động nào - thường khoảng 10 phút mỗi lần khởi động đối với laser CO2.
• Máy cắt laser sợi quang không có bảo trì đường dẫn tia như làm sạch kính hoặc ống kính, kiểm tra bép cắt và căn chỉnh chùm tia. Điều này có thể tiêu tốn thêm 4 hoặc 5 giờ mỗi tuần đối với laser CO2.
• Laser sợi quang có đường dẫn chùm sợi quang hoàn toàn kín cả ở nguồn điện và nơi phân phối sợi quang tới đầu cắt. Chùm tia không bị ô nhiễm đường đi của chùm tia như trường hợp của laser CO2.
• Đường dẫn chùm sợi quang duy trì tâm chùm tia vòi phun nhất quán.

Bởi vì tính toàn vẹn của chùm sợi quang vẫn nhất quán từ ngày này sang ngày khác, các thông số cắt cũng vậy, yêu cầu ít điều chỉnh hơn nhiều so với laser CO2.

Các bộ phận kim loại tấm dày hơn 1/8 inch, được cắt bằng hệ thống laser CO2.

Các miếng kim loại dày hơn 1/4 inch được cắt bằng máy cắt laser Fiber.

Năng suất cao hơn và công suất máy lớn hơn, với máy cắt laser Fiber có khả năng tốc độ cắt nhanh hơn năm lần, tạo ra nhiều bộ phận hơn ba đến bốn lần trên một đơn vị thời gian và cùng với chi phí vận hành ít hơn 50% so với laser CO2, điều này thể hiện một cơ hội lớn dựa trên việc tạo ra nhiều công suất máy hơn .

Nếu bạn đang chạy máy  laser, có lẽ bạn có thể cân nhắc thay thế hai máy cắt laser CO2 bằng một máy cắt laser sợi quang.

Câu hỏi về công nghệ nào phù hợp với bạn thực sự quyết định đến hoạt động của bạn. Hệ thống phù hợp với ứng dụng cụ thể của bạn như thế nào? Các bộ phận của bạn sẽ được sản xuất nhanh hơn bao nhiêu và tiết kiệm chi phí hơn bao nhiêu? Với suy nghĩ này, cần phải phân tích cẩn thận các dữ liệu thích hợp, bao gồm phạm vi ứng dụng, chi phí vận hành, thông lượng, chi phí sở hữu và tất nhiên, chi phí đầu tư.

Cho dù kết luận cuối cùng là gì, đừng quên tác động của khoản đầu tư này đối với các quy trình hạ nguồn của bạn: Việc thêm hệ thống cắt laser mới này có ảnh hưởng gì đến quy trình hoạt động trước và sau khi các bộ phận được cắt?

Chắc chắn bạn cần biết và chuẩn bị trước hệ thống office front-end sẽ cần phải theo kịp năng suất của Fiber laser giúp các nhà chế tạo điều chỉnh các quy trình front-end để duy trì quá trình cắt bằng Fiber laser, thay vì chờ đợi công việc. Vật liệu sẽ cần được xuất trình cho máy cắt laser Fiber kịp thời sẽ mang lại hiệu quả mới trong việc xử lý và kiểm kê vật liệu. Biết rằng khối lượng phần cắt tăng lên cần được đáp ứng với khả năng uốn bổ sung sẽ giúp chuẩn bị vùng uốn cho khối lượng tăng lên. Đối với các nhà chế tạo sử dụng hệ thống cắt laser CO2, việc chuyển sang công nghệ laser sợi quang thể hiện một cơ hội lớn không thể bỏ qua.

Giới thiệu về CNC Laser VIETTECH

CNC Laser Viettech là nhà cung cấp máy cắt laser chất lượng cao, tự động hóa và phần mềm để xử lý tiết kiệm kim loại tấm và ống với độ tin cậy, cải tiến hiệu suất cao, tỷ lệ giá thành hiệu suất vượt trội và hoạt động thân thiện với người dùng. Liên hệ ngay với CNC Laser VIETTECH để được tư vấn về các dòng máy cắt laser Bodor vượt trội nhất!