Чем отличается CO₂ лазер от волоконного лазера

Выбираете лазерное оборудование для маркировки на упаковке, таре или изделии? Не можете определиться, какой вариант лучше — CO₂ лазер или волоконный? В этой статье мы рассмотрим особенности этих двух типов маркираторов.

Основные отличия — в длине волны и способе подачи луча. Установки CO₂ считаются классическим решением, их выбирают для резки неметаллических материалов. Волоконные более современны и подходят для обработки разных видов металлов.

Что такое лазер CO₂

Этот маркиратор называют также углекислотным. Он работает за счет газовой смеси, которая состоит из углекислого газа, азота и гелия. Это основная среда устройства. Смесь находится внутри герметичной трубки. При применении такого оборудования резка и гравировка осуществляются путем испарения материала основы.

Принцип работы CO₂ лазера такой:

1. Электрический разряд возбуждает молекулы азота в составе газовой смеси. Они передают энергию молекулам углекислого газа через резонанс.
2. На концах трубки находятся зеркала. Одно из них полностью отражает свет, направляя его в трубку, а второе позволяет его части выйти наружу для формирования лазерного луча.
3. Возбужденные молекулы CO₂ формируют фотоны, которые многократно отражаются между зеркалами. В итоге формируется монохроматический луч, который затем фокусируется оптической системой.

Углекислотный лазер подходит для резки и гравировки на упаковке или таре из пластика, дерева, акрила, картона, ткани, резины, бумаги. С его помощью можно гравировать на стекле, камне, керамике, покрытом, но не голом металле.

Длина волны CO₂ лазера составляет около 10,6 мкм или 10 600 нм. По этому параметру луч можно отнести к средней и дальней инфракрасной области спектра. Мощность оборудования регулируется от милливатт до киловатт. Срок эксплуатации углекислотного устройства составляет около 20,000 XNUMX часов.

Что такое волоконный лазер

Это твердотельная установка, в которой функции активной среды выполняет легированное редкоземельными элементами оптическое волокно. Следовательно, этому типу лазера для работы не нужна газовая смесь. Такое устройство чаще всего используют для маркировки металла.

Принцип работы волоконного лазера такой:

1. Свет от лазерных диодов или светодиодов поступает в сердцевину оптического волокна. Его энергия поглощается благодаря наличию редкоземельных элементов, в частности, иттербия.
2. Энергия преобразуется в лазерное излучение с определенной длиной волны.
3. Формируется мощный луч, который передается через волоконно-оптическую систему.

Волоконный лазер особенно хорош для обработки таких металлов, как алюминий, медь, платина, золото, серебро и другие. Его также используют для нанесения знаков и изображений на поликарбонат, полиамид, АБС-пластик, акрил.

Длина волны у волоконного лазера меньше, чем у оборудования CO₂. Здесь этот параметр составляет 1,064 мкм. В итоге формируются короткие лазерные лучи, которые отличаются большей мощностью и энергоэффективностью. Волоконный лазер работает примерно в 5 раз быстрее углекислотного, подходит для гравировки и маркировки голого металла. Срок эксплуатации составляет минимум 25 000 XNUMX часов.

Ключевые отличия

Чтобы понять, в чем различаются между собой углекислотный и волоконный лазер, сделаем таблицу:

Сравнительная характеристика: какой тип лазера лучше

Оба типа оборудования отличаются между собой по мощности, длине волны, рабочей среде, материалам, для которых подходят. Потому при выборе нужно основываться, в первую очередь, на задачах предприятия. Также необходимо учитывать требования к мощности и скорости.

Энергоэффективность

Если электрический КПД CO₂ лазера составляет около 10%, тогда установке мощностью 6 кВт понадобится примерно 60 кВт. Эффективность волоконной модели составляет 45-50%. Но, при этом, им нужно всего 13 кВт для того, чтобы достичь такой же мощности в 6 кВт.

Важно учитывать и требования к системе охлаждения. Для углекислотного лазера она должна быть более мощной, потому при его применении расходы на электроэнергию увеличиваются. Следовательно, волоконный лазер больше подходит для крупного и серийного производства за счет высокой энергоэффективности.

Техническое обслуживание и затраты на эксплуатацию

Лазеры CO₂ более требовательны к регулярному обслуживанию. На их зеркалах и мехах скапливается пыль, потому их нужно регулярно чистить, а также менять по мере износа. Из-за отражения луча могут портиться дорогостоящие компоненты, например, генератор. Зеркала склонны к деформации в результате исходящего от лазера тепла.

Волоконные установки менее требовательны к техническому обслуживанию, в основном, из-за отличий в системе доставки луча. Так как путь у последнего закрытый, риск загрязнения исключен. Расходных материалов по мере эксплуатации нужно немного — это защитные окна и сопла. Настройки также проще, ведь требуются только для линзы.

Вложения в покупку

Начальная стоимость волоконного лазера выше, чем углекислотного. Тем не менее, благодаря  высокой скорости резки и повышенной энергоэффективности затраты на его приобретение окупаются быстрее. Стоимость лазерной системы может отличаться для разных установок, она зависит от мощности, размера зоны резки и уровня автоматизации.

CO₂ лазеры считаются классическими. Они больше подходят для предприятий, работающих с неметаллическими изделиями, а также компаний, которые выпускают сувенирную, декоративную продукцию. Волоконные установки стоит выбирать для крупных производств, где нужны высокая скорость, энергоэффективность и минимальное обслуживание.

Компания «Доминанта» предлагает широкий ассортимент оборудования и подбирает его в зависимости от ваших задач. Мы также предоставляем услуги по сервисному обслуживанию и занимаемся обучением персонала для удобного и быстрого внедрения оборудования в ваше производство.