Warum ist ein Faserlaser eine gute Investition?

Eine zunehmende Anzahl von Unternehmern entscheidet sich für den Kauf von Laserschneidmaschinen mit Faserlasertechnologie. Warum? Weil diese Geräte Fähigkeiten und Parameter bieten, die in anderen Lösungen zum Schneiden von Materialien und Teilen nicht verfügbar sind.

Faserlaser

Faserlaser sind Festkörperlaser, die durch Halbleiterdioden gepumpt werden. Das aktive Medium des Geräts ist eine optische Faser, die aus einer aktiven optischen Faser mit drei Schichten besteht:

1. Die äußere Schicht, die die Polymerummantelung der Faser mit dem niedrigsten Brechungsindex ist und vor der Emission von Laserstrahlung nach außen schützt.
2. Die innere Ummantelung oder Pumpenschicht, hergestellt aus einem Material mit einem höheren Brechungsindex als die äußere Ummantelung. Diese Schicht verhält sich wie ein Spiegel, der den Kern umgibt, und die mehrfachen Reflexionen des Lichtstrahls von ihrer äußeren Kante bewirken eine wiederholte Übertragung von Licht zum Kern. Dies erzeugt einen Resonator, der den Laserstrahl erzeugt und verstärkt.
3. Der Kern, der die innere Schicht ist, die mit Seltenen Erden dotiert ist, den höchsten Brechungsindex hat und für die Signalausbreitung verantwortlich ist.

Der Faserlaser emittiert einen Lichtstrahl mit hoher Energiedichte und fokussiert ihn - unter Verwendung einer im Schneidkopf eingeschlossenen Linse - auf die Oberfläche des Werkstücks. Dadurch schmilzt und verdampft der mit einem ultrafeinen Brennpunkt bestrahlte Bereich.

Der Schneidprozess wird durch ein CNC-System gesteuert, das sowohl flaches als auch schräges Schneiden ermöglicht und sehr saubere, glatte Kanten beim Schneiden mit einem sehr schmalen Schnittspalt ermöglicht. Durch die Ausstattung des Schneiders mit einem mechanischen Arm ist auch 3D-Schneiden möglich.

Im Vergleich zu älteren Arten von Laserschneidmaschinen nehmen Faserlaser weniger Platz ein, haben ein hohes photoelektrisches Umwandlungsverhältnis, sind energieeffizient, ermöglichen Umweltschutz und bieten höhere Effizienz und bessere Schneidqualität dank ausgezeichneter Strahlqualität.

Sehr hohe Schneidgeschwindigkeit

Die Betriebsgeschwindigkeit von Faserlaserschneidern ermöglicht eine deutlich erhöhte Produktivität. Und obwohl ältere, bekannte Lasertechnologien verfügbar sind, wie diodengepumpte Festkörperlaser (DPSS) oder CO2-Laser - keine kann die Geschwindigkeit und Qualität eines Faserlasers übertreffen. Zum Beispiel wird ein CO2-Laser gleicher Leistung mit halber Geschwindigkeit schneiden.

Hohe Laserleistungsdichte

Aufgrund des kleineren Brennpunkts hat ein 2kW-Faserlaserstrahl am Brennpunkt eine fünfmal höhere Leistungsdichte als ein 4kW-CO2-Laser.

Zusätzlich haben Faserlaser aufgrund der kürzeren Wellenlänge eine 2,5-mal höhere Absorption.

Größere Absorption und höhere Leistungsdichte ermöglichen eine bis zu fünffach höhere Schneidgeschwindigkeit bei Materialien mit einer Dicke von weniger als 6 mm.

Energieeffizienz

Trotz höherer Geschwindigkeit sind Faserlaser gleichzeitig energieeffizienter als alternative Lösungen. Ihre Energieeffizienz erreicht 30% und ist 3-mal höher als die eines CO2-Lasers. Das bedeutet, dass sie bei Volllast weniger Energie verbrauchen als zum Beispiel ein CO2-Laser im Standby-Modus.

Darüber hinaus verwendet die Faserlasertechnologie Luftkühlung und benötigt keine teuren und umständlichen Kühleinheiten.

Dies ermöglicht nicht nur einen reduzierten Energieverbrauch und Umweltschutz, sondern macht das System auch einfacher, zuverlässiger und kleiner. Und da die meisten Unternehmen finanzielle Entscheidungen weise treffen müssen und im Allgemeinen keinen überschüssigen Platz haben, erweisen sich kompakte und effiziente Lösungen als die beste Option.

Lange Lebensdauer

Die erwartete Lebensdauer eines Faserlasers ist deutlich höher als die anderer Laser. Tatsächlich arbeitet das Diodenmodul in einem Faserlaser typischerweise dreimal länger als in anderen Technologien.

Die meisten anderen Laser sind für etwa 30.000 Betriebsstunden ausgelegt, was normalerweise etwa 15 Jahren Nutzung entspricht. Faserlaser haben eine vorhergesagte Lebensdauer von etwa 100.000 Stunden, was etwa 45 Jahren Nutzung entspricht. Die Frage ist, ob Unternehmen nach 45 Jahren noch denselben Laser verwenden werden? Das ist eher zweifelhaft, aber es muss zugegeben werden, dass Faserlaser eine beeindruckende Kapitalrendite bieten.

Niedrige Wartungs- und Servicekosten

Die optischen Fasern von Faserlasern sind zuverlässig und praktisch wartungsfrei. Durch die Führung des Laserstrahls durch die Faser wurden viele bewegliche Verbrauchsteile wie optische Spiegel, Vakuumpumpen, Lüfter oder Filter, die in CO2-Lasern verwendet werden, eliminiert. Daher ist in dem oben genannten Zeitraum von 100.000 Betriebsstunden kein Austausch von Verbrauchsteilen des Geräts vorgesehen.

Darüber hinaus bieten Faserlaser dank besserer Schneidqualität, Prozesswiederholbarkeit und Automatisierung eine ausgezeichnete Prozesskontrolle, Vielseitigkeit, Abfallreduzierung und eine signifikante Reduzierung der Betriebskosten.