1. Confrontare la struttura delle apparecchiature laser
Nella tecnologia di taglio laser a CO2, il gas CO2 è il mezzo che genera il raggio laser. Tuttavia, i laser a fibra vengono trasmessi attraverso diodi e cavi in fibra ottica. Il sistema laser a fibra genera un raggio laser tramite più pompe a diodi e lo trasmette alla testa di taglio laser attraverso un cavo flessibile in fibra ottica, anziché attraverso uno specchio.
Presenta numerosi vantaggi, il primo dei quali riguarda le dimensioni del piano di taglio. A differenza della tecnologia laser a gas, in cui il riflettore deve essere posizionato entro una certa distanza, non vi è alcun limite di portata. Inoltre, il laser a fibra può essere installato anche a ridosso della testa di taglio al plasma del banco di taglio. Questa possibilità non esiste per la tecnologia di taglio laser a CO2. Analogamente, rispetto a un sistema di taglio a gas della stessa potenza, il sistema laser a fibra risulta più compatto grazie alla flessibilità della fibra.
2. Confrontare dall'efficienza di conversione dell'elettro-ottica
Il vantaggio più importante e significativo della tecnologia di taglio a fibra risiede nella sua efficienza energetica. Grazie al modulo digitale a stato solido e al design compatto, il sistema di taglio laser a fibra offre un'efficienza di conversione elettro-ottica superiore rispetto al taglio laser a CO2. Nei sistemi di taglio a CO2, il tasso di utilizzo effettivo di ciascuna unità di alimentazione si aggira intorno all'8-10%. Con i sistemi di taglio laser a fibra, invece, l'efficienza energetica è nettamente superiore, raggiungendo il 25-30%. In altre parole, il consumo energetico complessivo del sistema di taglio a fibra è da 3 a 5 volte inferiore rispetto a quello del sistema a CO2, con un miglioramento dell'efficienza energetica di oltre l'86%.
3. Contrasto dall'effetto di taglio
Il laser a fibra ha la caratteristica di una lunghezza d'onda corta, che migliora l'assorbimento del materiale da tagliare da parte del fascio e consente il taglio di materiali come ottone e rame, nonché di materiali non conduttivi. Un fascio più concentrato produce un fuoco più piccolo e una maggiore profondità di fuoco, in modo che il laser a fibra possa tagliare rapidamente materiali sottili e tagliare materiali di medio spessore in modo più efficace. Quando si tagliano materiali fino a 6 mm di spessore, la velocità di taglio di un sistema di taglio laser a fibra da 1,5 kW è equivalente a quella di un sistema di taglio laser a CO2 da 3 kW. Pertanto, i costi operativi del taglio a fibra sono inferiori a quelli di un comune sistema di taglio a CO2.
4. Confrontare con i costi di manutenzione
In termini di manutenzione delle macchine, il taglio laser a fibra è più ecologico e conveniente. Il sistema laser a CO2 richiede una manutenzione regolare, ad esempio, il riflettore necessita di manutenzione e calibrazione, e la cavità risonante richiede una manutenzione periodica. D'altra parte, la soluzione di taglio laser a fibra non richiede praticamente alcuna manutenzione. Il sistema di taglio laser a CO2 utilizza CO2 come gas laser. A causa della purezza dell'anidride carbonica, la cavità risonante si contamina e deve essere pulita regolarmente. Per un sistema a CO2 da diversi kilowatt, questo elemento costa almeno 20.000 dollari all'anno. Inoltre, molti sistemi di taglio a CO2 richiedono turbine assiali ad alta velocità per fornire il gas laser, e le turbine richiedono manutenzione e revisione.
5. Quali materiali possono tagliare i laser a CO2 e i laser a fibra?
Materiali con cui è possibile lavorare con le macchine da taglio laser CO2:
Legno, acrilico, mattoni, tessuto, gomma, cartone pressato, cuoio, carta, stoffa, impiallacciatura di legno, marmo, piastrelle di ceramica, cartone opaco, cristallo, prodotti in bambù, melamina, alluminio anodizzato, mylar, resina epossidica, plastica, sughero, fibra di vetro e metalli verniciati.
Materiali con cui il laser a fibra può funzionare:
Acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, alluminio, rame, argento, oro, fibra di carbonio, tungsteno, carburo, ceramiche non semiconduttrici, polimeri, nichel, gomma, cromo, fibra di vetro, metallo rivestito e verniciato
Dal confronto sopra riportato, la scelta tra una macchina per taglio laser a fibra e una a CO2 dipende dall'applicazione e dal budget. D'altra parte, sebbene il campo di applicazione del taglio laser a CO2 sia molto più ampio, il taglio laser a fibra offre ancora un vantaggio maggiore in termini di risparmio energetico e costi. I benefici economici derivanti dalla fibra ottica sono di gran lunga superiori a quelli del CO2. Nelle prospettive di sviluppo future, le macchine per taglio laser a fibra si affermeranno come apparecchiature di riferimento.
Data di pubblicazione: 16 dicembre 2021
