Postęp technologiczny oraz rosnące wymagania ze strony przedsiębiorstw zajmujących się obróbką metali sprawiają, że wykorzystywane dotychczas lasery CO2 powoli zostają zastępowane nowoczesną technologią światłowodową. Coraz więcej firm stoi przed wyborem: nieco tańsze w zakupie rozwiązanie CO2 czy innowacyjny laser Fiber. Odpowiedź jest bardzo prosta.

Fot: Eckert

Pomysłodawcami lasera światłowodowego byli rosyjscy naukowcy. Początkowo znalazł zastosowanie w diagnostyce precyzyjnej. Dopiero w późniejszych latach wykorzystano go do szerokiego spektrum aplikacji przemysłowych jak: makro i mikro obróbka materiałów, cięcie, spawanie, zgrzewanie, lutowanie oraz grawerowanie. Laser światłowodowy to laser na ciele stałym, pompowany półprzewodnikowymi diodami laserowymi. Ośrodkiem czynnym jest w tym przypadku światłowód o geometrii włóknowej, zawierający pierwiastki ziem rzadkich takie jak erb, iterb, neodym itp.

Laser światłowodowy idealnie nadaje się do cięcia materiałów refleksyjnych takich jak np. miedź i mosiądz, z którymi dotychczasowa technologia CO2 sobie nie radziła.

W procesie obróbki metali istotną rolę odgrywają koszty cięcia. Porównanie kosztów pracy lasera światłowodowego firmy Eckert i lasera CO2 (obydwa o mocy 2kW) daje imponujące wręcz rezultaty. Zużycie energii potrzebnej do wycięcia elementu ze stali nierdzewnej o grubości 1 mm w przypadku lasera światłowodowego jest nawet o 84% mniejsze, co istotnie wpływa na obniżenie kosztów pracy urządzenia. Co ciekawe laser CO 2 w stanie Standby ( tzn. gotowy do pracy ) pobiera więcej energii elektrycznej niż laser fiber w stanie pracy. Podkreślić też warto niezawodność elementów, z których zbudowany jest laser światłowodowy. Żywotność źródła lasera szacowana jest na 100000 godzin bezawaryjnej pracy. Ponadto źródło lasera światłowodowego zbudowane jest na bazie bezawaryjnych diod , co uwalnia go od problemu częstego serwisowania, a co za tym idzie również kosztów postoju urządzenia. W laserze CO2 szczególnie awaryjnym elementem jest system luster, który w wielu przypadkach wymaga przeglądu po każdych 2000 roboczogodzin.

Fot: Eckert

Warto też zwrócić uwagę na niewielkie rozmiary przecinarek typu Fiber, które wynikają m.in. z braku pompy próżniowej, turbiny oraz ze sposobu wytwarzania wiązki. Oszczędność miejsca na hali to czysty zysk, a czasami nawet konieczność w przypadku niewielkich zakładów produkcyjnych.

Długość fali wytworzonej wiązki lasera Fiber jest dziesięciokrotnie mniejsza niż lasera CO2, co daje możliwość uzyskania wyższego skupienia energii oraz cięcia materiałów bardziej refleksyjnych, z którymi dotychczasowe technologie sobie nie radziły. Proces cięcia jest stabilniejszy, a gęstość energii lasera światłowodowego, dostarczonej do wycinanego detalu jest nawet 100 razy większa niż w przypadku lasera CO2.

Ciekawym rozwiązaniem, które stosuje firma Eckert w produkowanych laserach światłowodowych jest także rozdzielacz wiązki (ang. beam-switch). Kupując jedno źródło można zasilić zarówno stanowisko do cięcia jak i do spawania. Daje to oszczędności rzędu 150 000 euro przy standardowej mocy źródła. Warto podkreślić, że w przypadku lasera światłowodowego strefa wpływu ciepła jest minimalna, co znacząco zmniejsza ryzyko zniekształcenia spawanego materiału. System do cięcia i spawania laserem światłowodowym wyprodukowany przez firmę Eckert został nagrodzony złotym medalem na Międzynarodowych Targach Poznańskich w 2011 r.

Fot: Eckert

Technologia światłowodowa nazywana jest często „zieloną”. Wynika to przede wszystkim z faktu dużej oszczędności energetycznej w porównaniu do wcześniejszych rozwiązań technologicznych. Rozwiązania innowacyjne, a zarazem ekologiczne są wspierane przez Unię Europejską. Dzięki wsparciu z Unii Europejskiej zakup maszyny pracującej w najnowocześniejszych technologiach może być nawet w 70% sfinansowany ze środków unijnych. Biorąc pod uwagę powyższą analizę można przewidywać, że laser fiber z powodzeniem zastąpi w przyszłości technologię CO2 zwłaszcza w zakresie cięcia blach do grubości 10 mm, a także wypełni lukę w zakresie obróbki materiałów, których laser CO2 ze względu na ograniczenia technologiczne nie jest w stanie przeciąć.

(Joanna Zawadzka: Eckert)