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

Zalety laserów włóknowych TRUMPF | TRUMPF

Zalety laserów włóknowych TRUMPF

Czym są lasery włóknowe? Do jakich zastosowań są wykorzystywane? Jakie materiały mogą być obrabiane za pomocą włókien laserowych? Na tej stronie można dowiedzieć się więcej o różnych rodzajach laserów włóknowych i ich zaletach w zadaniach produkcyjnych.

Korzyści i zalety laserów włóknowych

Różnorodność w wielu branżach

Lasery włóknowe są stosowane w prawie wszystkich branżach, takich jak lotnictwo i kosmonautyka, przemysł samochodowy, a także elektromobilność, stomatologia, elektronika, jubilerstwo, medycyna, nauka, półprzewodniki, układy optyczne, instalacje solarne itp.

Kompaktowy dzięki niewielkiej powierzchni posadowienia.

Lasery włóknowe są niewielkie i zajmują mało miejsca. Dzięki temu idealnie nadają się do produkcji, w której miejsce jest często towarem deficytowym.

Różnorodność materiałów

Lasery włóknowe umożliwiają obróbkę wielu różnych materiałów. Metale (w tym stal konstrukcyjna, stal nierdzewna, tytan oraz materiały odblaskowe, jak aluminium lub miedź) stanowią dużą część obróbki laserowej na świecie, ale obrabiane są również tworzywa sztuczne, ceramika, krzem czy tekstylia.

Efektywność kosztowa

Lasery włóknowe są idealne do obniżania kosztów ogólnych i kosztów eksploatacji. Jest to rozwiązanie najbardziej przystępne cenowo z dobrym stosunkiem ceny do jakości i bardzo niskimi kosztami konserwacji.

Prosta integracja

Dzięki wielu interfejsom lasery włóknowe TRUMPF mogą być szybko i łatwo integrowane w maszynach i urządzeniach. Zawsze służymy pomocą jako partner, OEM lub dostawca kompletnych rozwiązań (laser, układ optyczny, układ sensoryczny i serwis).

Efektywność energetyczna

Lasery włóknowe są bardzo wydajne i zużywają mniej prądu niż tradycyjne maszyny produkcyjne. Zmniejsza to ekologiczny ślad węglowy i redukuje koszty eksploatacji.

Jak działają lasery włóknowe?

Wszystkie lasery mają trzy elementy kluczowe: źródło laserowe, medium wzmacniające i rezonator. Źródło laserowe wykorzystuje energię doprowadzaną z zewnątrz do przestawienia medium wzmacniającego do stanu wzbudzenia. Ten stan wzbudzenia medium lasera charakteryzuje się tak zwaną inwersją zajętości, która umożliwia medium wzmocnienie światła w procesie fizycznym. Nazywa się to emisją stymulowaną i i zostało opisane po raz pierwszy przez Alberta Einsteina (LASER = „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”). Światłowodowe siatki Bragga wewnątrz włókien działają jak lustro wokół medium wzmacniającego i tworzą rezonator, który z jednej strony przechwytuje energię optyczną do dalszego wzmacniania we wnętrzu rezonatora, ale również umożliwia wyjście optyczne określonej części energii optycznej w jednym kierunku za pomocą częściowo przezroczystego lustra. Ta wychodząca część energii elektrycznej to promień lasera, który można wykorzystać do różnych celów. 

Firma TRUMPF opracowała własny schemat wejścia optycznego światła z diody pompowania laserowego do aktywnego medium włókien wzmacniających. W schemacie określanym jako „GT-Wave” (patrz grafika) włókno pompowania na całej długości kilku metrów styka się z włóknem wzmacniającym. Część światła pompującego za każdym razem wchodzi do włókna wzmacniającego, kiedy wewnętrznie odbijane promienie zetkną się z powierzchnią graniczną. Jeśli te promienie przetną rdzeń wzbogacony pierwiastkami ziem rzadkich (iterb), zostaną częściowo wchłonięte i wzbudzą medium wzmacniające. W ten sposób całe światło pompujące jest równomiernie i ciągle wchłaniane na całej długości włókien wzmacniających. Zaletą tego schematu jest łatwa skalowalność na wyższą moc lasera, przez dodawanie kolejnych modułów pompujących. Kolejną zaletą schematu jest unikanie „gorących punktów” na powierzchniach końcowych włókien wzmacniających z pozostałych schematów pompowania końcowego oraz równomierny profil wzmacniający przez odkładanie energii pompowania wzdłuż długości włókien wzmacniających.

Laser włóknowy jest więc typem lasera, stosowanym jako aktywne medium lasera z włóknami wzbogaconymi pierwiastkami ziem rzadkich (erb, tul, iterb) itd. Odróżnia to laser włóknowy od innych typów laserów znajdujących się na rynku, w których aktywnym medium lasera jest kryształ (np. laser dyskowy) lub gaz (np. laser CO2).

Lasery włóknowe zapewniają bezwzględną wydajność, sterują precyzyjnie prędkością i mocą dzięki zarządzaniu długością promienia, czasem trwania, intensywnością i odprowadzaniem ciepła.

Jakie materiały mogą być obrabiane za pomocą włókien laserowych?

Lasery włóknowe doskonale sprawdzają się w obróbce wielu materiałów i zapewniają niezawodność dzięki wieloletniemu zastosowaniu w przemyśle. Lasery włóknowe są chętnie wykorzystywane właśnie podczas obróbki metali. Rodzaj metalu ma przy tym mniejsze znaczenie. Lasery włóknowe obrabiają stal konstrukcyjną, tytan, żelazo lub nikiel podobnie jak metale odblaskowe (aluminium, mosiądz, miedź) bądź metale szlachetne (srebro i złoto). Ponadto dobrze działają z materiałami o powierzchniach anodyzowanych i lakierowanych. Lasery włóknowe, zwłaszcza impulsowe lasery krótkoimpulsowe, są stosowane również w obróbce krzemu, kamieni szlachetnych (w tym diamentów), tworzyw sztucznych, polimerów, ceramiki, materiałów kompozytowych, cienkich warstw, cegieł i betonu.

Jaki laser włóknowy kupić?

Przede wszystkim ważna jest znajomość różnicy między typami laserów włóknowych oferowanych przez TRUMPF. Oferujemy impulsowe lasery włóknowe, lasery włóknowe o fali ciągłej (Continous Wave = CW) oraz lasery o ultrakrótkim czasie impulsu. Impulsowe lasery włóknowe emitują promień w impulsach. Można przy tym sterować czasem trwania poszczególnych impulsów w zakresie od nanosekund do mikrosekund. Lasery o fali ciągłej emitują ciągły promień lasera, mają jednak możliwość modulowania mocy wiązki do zakresu częstotliwości kHz. Laser włóknowy o fali ciągłej jest bardziej przystosowany do wydajności i dużej mocy, dlatego najczęściej jest stosowany w warunkach przemysłowych. Impulsowy laser włóknowy jest preferowany względem lasera o fali ciągłej zawsze, gdy w czasie krótkiego impulsu musi zostać wytworzona większa moc maksymalna. Ponadto mikrolasery mają czasy impulsu jeszcze krótsze niż pikosekundy. Uzyskują nawet 350 fs (femtosekund).

Typowe zastosowania laserów włóknowych

Lasery włóknowe są przystosowanie do wielu obszarów w branży produkcji. Dla niektórych zastosowań w przemyśle ciężkim, w których potrzebna jest przede wszystkim wydajność i prędkość, idealne rozwiązanie stanowi laser włóknowy o fali ciągłej, który nie wymaga konserwacji ani utrzymywania w dobrym stanie technicznym. Dzięki temu lasery o fali ciągłej najlepiej sprawdzają się do wiercenia laserowego, cięcia laserowego i spawania laserowego. Jeśli potrzebne są specjalne cięcia o skomplikowanych kształtach, to optymalnym narzędziem jest impulsowy laser włóknowy.

Lasery włóknowe w porównaniu do laserów CO2

W poniższym punkcie przedstawiono porównanie laserów włóknowych i laserów CO2. Lasery włóknowe to nowszy rodzaj laserów dostępnych na rynku światowym. Lasery włóknowe nie mają ruchomych części ani zwierciadeł, działają z niewielkimi kosztami konserwacji, są wydajne elektrycznie, funkcjonują dobrze z metalami bardzo cienkimi oraz grubszymi i odblaskowymi. Lasery CO2 są obecnie stosowane głównie do obróbki materiałów niemetalowych takich jak tworzywa sztuczne, tekstylia, szkło, akryl, drewno, a nawet kamienie. Są one korzystne w obróbce grubszych materiałów (z reguły o grubości ponad 5 mm) i działają szybciej w prostej linii niż lasery włóknowe.

Te tematy również mogą Państwa zainteresować

Kontakt
Dystrybucja techniki laserowej
E-mail
Serwis i kontakt