You have selected Česko. Based on your configuration, United States might be more appropriate. Do you want to keep or change the selection?

Výhody vláknových laserů TRUMPF | TRUMPF

Výhody vláknových laserů TRUMPF

Co jsou vláknové lasery? Ve kterých aplikacích se používají? A které materiály je možné zpracovat vláknovými lasery? Na této stránce zjistíte více o různých druzích vláknových laserů a jejich výhodách pro vaše výrobní úlohy.

Využití a výhody vláknových laserů

Meziodvětvová rozmanitost

Vláknové lasery se používají téměř ve všech oborech, jako je letectví a kosmonautika, automobilový průmysl včetně elektromobility, dentální obor, elektronika, šperky, medicína, věda, polovodiče, senzorika, solární energie a další.

Kompaktní díky malé ustavovací ploše

Vláknové lasery jsou kompaktní a prostorově úsporné. Tím jsou ideální pro výrobu, ve které je místo často nedostatkovým zbožím.

Vysoká rozmanitost materiálů

Vláknové lasery jsou schopné zpracovat mnoho různých materiálů. Kovy (včetně konstrukční oceli, nerezu, titanu a odrazivých materiálů jako hliník nebo měď) činí velkou část celosvětového opracování laserem, ale zpracovávají se také plasty, keramika, křemík, textilie.

Nákladová efektivita

Vláknové lasery jsou ideální pro snížení skutečných a provozních nákladů. Představují cenově efektivní řešení s dobrým poměrem cena-výkon a extrémně nízkými náklady na údržbu.

Jednoduchá integrace

Díky velkému množství rozhraní je možné vláknové lasery TRUMPF integrovat rychle a snadno do vašich strojů a zařízení. Pomáháme vám jako partner v roli OEM nebo jako poskytovatel kompletních řešení (lasery, optika, senzorika a servis).

Energetická efektivita

Vláknové lasery jsou vysoce efektivní a spotřebují méně proudu než obvyklé výrobní stroje. To snižuje ekologickou stopu a provozní náklady.

Jak fungují vláknové lasery?

Všechny lasery disponují třemi klíčovými prvky: zdrojem laserového paprsku, zesilovacím médiem a rezonátorem. Generátor paprsku využívá externě přiváděnou energii, aby se zesilovací médium dostalo do nabuzeného stavu. Tento stav nabuzení laserového média se vyznačuje tzv. inverzí populace, která médiu umožňuje ve fyzikálním procesu zesílení světla. To se označuje jako stimulovaná emise a poprvé ji popsal Albert Einstein (LASER = "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation"). Vláknové Braggovy mřížky uvnitř vláken působí jako zrcadlo kolem zesilovacího média a tvoří rezonátor, který jednak zachycuje optickou energii pro další zesílení uvnitř rezonátoru, ale také umožňuje výstupní parametry určité části optické energie v jednom směru za pomoci polopropustného zrcadla. Tato výstupní část optické energie je laserový paprsek, který lze využít k různým účelům. 

Společnost TRUMPF má vlastní schéma pro vazbu světla z pumpovacích laserových diod do aktivního média zesilovacích vláken. U schématu označovaného jako "GT-Wave" (viz obrázek) je udržován kontakt budicích vláken po celou jejich délku několika metrů a zesilovacích vláken. Část budicího světla vstoupí pokaždé do zesilovacích vláken, když uvnitř odražené paprsky narazí na hraniční plochu. Když tyto paprsky poté protnou jádro dotované kovy vzácných zemin (ytterbium), jsou zčásti absorbovány a nabudí zesilovací médium. Tak je po celou délku zesilovacích vláken rovnoměrně a kontinuálně absorbováno kompletní budicí světlo. Výhodou tohoto schématu je jednoduchá škálovatelnost na vyšší laserové výkony tím, že se přidávají dodatečné budicí moduly. Další silnou stránkou schématu je zabránění hot-spotům v koncových plochách zesilovacích vláken v obvyklých schématech buzení a rovnoměrný profil zesílení díky depozici budicí energie po celé délce zesilovacích vláken.

Vláknový laser je tedy typ laseru, který používá vlákna dotovaná prvky kovů vzácných zemin (erbium, thulium, ytterbium) atd. jako aktivní laserové médium. To odlišuje vláknový laser od jiných typů laserů na trhu, u nichž je aktivním laserovým médiem krystal (např. diskový laser) nebo plyn (např. CO2 laser).

Vláknové lasery poskytují absolutní efektivitu, díky správě délky paprsku řídí přesnou rychlost a výkon, dobu trvání, intenzitu a odvod tepla.

Které materiály je možné zpracovat vláknovými lasery?

Vláknové lasery se výborně hodí pro zpracování velkého množství materiálů a poskytují spolehlivost díky dlouhodobému používání v průmyslu. Právě při zpracování kovů se často používá vláknový laser. Druh kovu přitom hraje druhořadou roli. Vláknové lasery zpracují konstrukční ocel, nerez, titan, železo nebo nikl stejně jako reflexní kovy: hliník, mosaz, měď nebo vzácné kovy (stříbro a zlato). Kromě toho dobře pracují s materiály, které mají eloxované a lakované povrchy. Vláknové lasery, zejména pulzní nanosekundové lasery, se používají i při zpracování křemíku, drahokamů (včetně diamantů), plastů, polymerů, keramiky, kompozitních materiálů, tenkých vrstev, cihel a betonu.

Jaký vláknový laser mám koupit?

Nejprve je důležité znát rozdíl mezi typy vláknových laserů, které společnost TRUMPF nabízí. Nabízíme pulzní vláknové lasery, kontinuální vlnové lasery (continous wave = cw) a lasery s ultrakrátkými impulzy. Pulzní vláknové lasery poskytují laserový paprsek v impulzech. Dobu trvání jednotlivých impulzů přitom můžete regulovat v rozsahu nanosekund až mikrosekund. Kontinuální vlnové lasery dodávají kontinuální laserový paprsek, mají však možnost modulovat výkon paprsku až v rozsahu frekvence kHz. Vláknový laser s trvalým signálem je více zaměřen na výkon a vysoký výstup, proto se kontinuální vlnový laser nejčastěji používá v průmyslovém prostředí. Pulzní vláknový laser má přednost před kontinuálním vlnovým laserem vždy, kdy je nutné docílit během krátkého impulzu vyšší špičkový výkon. Mimoto disponují mikrolasery trváním impulzu, které je ještě kratší než pikosekundy. Dostanou se až na 350 fs (femtosekund).

Typické aplikace pro vláknové lasery

Vláknové lasery jsou vhodné pro mnoho oborů ve výrobní sféře. Pro některé aplikace v těžkém průmyslu, v nichž jsou žádány především efektivita a rychlost, je perfektním řešením kontinuální vlnový laser, který nevyžaduje téměř žádnou údržbu či péči. Proto se kontinuální vlnové lasery hodí nejlépe pro laserové vrtání, laserové řezání a svařování laserem. Pokud potřebujete velmi specifické řezy v komplikovaných tvarech, pak je vaším optimálním nástrojem pulzní vláknový laser.

Vláknový laser vs. CO2 laser

Následující část srovnává vláknové lasery a CO2 lasery. Vláknové lasery jsou nejnovějším druhem laserů, které jsou k dostání na světovém trhu. Vláknové lasery nemají žádné pohyblivé díly nebo zrcadla, pracují s nízkými náklady na údržbu, jsou elektricky efektivní, fungují dobře s velmi tenkými, ale i silnějšími a reflexními kovy. CO2 lasery se používají dnes hlavně pro zpracování nekovových materiálů, např. plastů, textilií, skla, akrylu, dřeva a dokonce kamene ve významném množství. Jsou výhodou při zpracování silnějších materiálů (typicky s tloušťkou větší než 5 mm) a pracují rychleji v rovné linii než vláknový laser.

Také by vás mohla zajímat tato témata

Ke Kontaktu
Odbyt laserová technika
E-mail
Servis a kontakt