起業家の増加数がファイバーオプティックレーザー技術を使用したレーザーカッターを購入することを選択しています。なぜでしょうか？これらの装置は、材料や部品の切断に使用される他のソリューションでは利用できない機能とパラメータを提供するからです。
ファイバーオプティックレーザー
ファイバーレーザーは半導体ダイオードによってポンプされる固体レーザーです。装置の活性媒体は、3層からなる活性光ファイバーで作られた光ファイバーです：
- 最も低い屈折率を持つファイバーのポリマークラッドである外層で、レーザー放射線の外部への放出から保護します。
- 内部クラッド、またはポンピング層は、外部クラッドよりも高い屈折率を持つ材料で作られています。この層はコアを囲む鏡のように振る舞い、その外縁からの光ビームの多重反射によって、光がコアに繰り返し伝送されます。これによりレーザービームを生成し増幅する共振器が作られます。
- コアは、希土類元素でドープされた内層で、最も高い屈折率を持ち、信号伝播を担当します。
ファイバーレーザーは高エネルギー密度の光ビームを放出し、切断ヘッドに封入されたレンズを使用して、それを工作物の表面に集中させます。その結果、超薄い焦点で照射された領域が溶解し蒸発します。
切断プロセスはCNCシステムによって制御され、平面切断と斜め切断の両方が可能で、非常に狭いカーフで切断しながら非常にきれいで滑らかなエッジを実現します。カッターに機械アームを装備することで、3D切断も可能です。
古いタイプのレーザーカッターと比較して、ファイバーレーザーはスペースを取らず、光電変換率が高く、エネルギー効率が良く、環境保護を可能にし、優れたビーム品質のおかげで効率と切断品質が向上しています。
非常に高速な切断速度
ファイバーオプティックカッターの動作速度により、生産性が大幅に向上します。そして、ダイオードポンプ固体レーザー（DPSS）やCO2レーザーなどの古くから知られているレーザー技術が利用可能ですが、ファイバーレーザーの速度と品質に勝るものはありません。例えば、同じ出力のCO2レーザーは半分の速度で切断します。
高いレーザーパワー密度
焦点が小さいため、2kWのファイバーレーザービームは焦点において4kWのCO2レーザーの5倍のパワー密度を持っています。
さらに、波長が短いため、ファイバーレーザーは2.5倍の吸収率を持っています。
より大きな吸収率と高いパワー密度により、6mm未満の材料では最大5倍の切断速度が可能です。
エネルギー効率
より高速であるにもかかわらず、ファイバーレーザーは同時に代替ソリューションよりもエネルギー効率が高いです。そのエネルギー効率は30％に達し、CO2レーザーの3倍高いです。これは、フル負荷で作業する際のエネルギー消費量が、例えばスタンバイモードのCO2レーザーよりも少ないことを意味します。
さらに、ファイバーレーザー技術は空冷を使用し、高価で扱いにくい冷却ユニットを必要としません。
これにより、エネルギー消費の削減と環境への配慮が可能になるだけでなく、システムがよりシンプルで信頼性が高く、小型になります。そして、ほとんどの企業は財政的な決断を賢く行わなければならず、一般的に余分なスペースを持っていないため、コンパクトで効率的なソリューションが最良の選択肢であることが証明されています。
長い作業寿命
ファイバーレーザーの予想作業寿命は他のレーザーよりも大幅に長いです。実際、ファイバーレーザーのダイオードモジュールは通常、他の技術の3倍長く動作します。
他のほとんどのレーザーは約30,000時間の操作のために設計されており、これは通常約15年の使用に相当します。ファイバーレーザーは約100,000時間の寿命が予測されており、これは約45年の使用を意味します。企業が45年後も同じレーザーを使用しているかどうかという疑問がありますが、それはかなり疑わしいですが、ファイバーレーザーが印象的な投資収益率を提供することは認めなければなりません。
低いメンテナンスとサービスコスト
ファイバーレーザーの光ファイバーは信頼性が高く、実質的にメンテナンスフリーです。ファイバーを通してレーザービームを導くことで、CO2レーザーで使用される光学ミラー、真空ポンプ、ファン、またはフィルターなどの多くの可動消耗部品が排除されました。したがって、上記の100,000時間の操作期間中、装置の消耗部品の交換は予想されていません。
さらに、より良い切断品質、プロセスの再現性、および自動化のおかげで、ファイバーレーザーは優れたプロセス制御、多用途性、廃棄物の削減、および運用コストの大幅な削減を提供します。