Sự cắt bằng tia la-ze là phương pháp cắt nhiệt tự động để gia công kim loại, gỗ, MDF, ván ép, acrylic, nhựa, vải, da và giấy. Chùm tia laser được tạo ra bởi nguồn laser (bộ cộng hưởng), được dẫn bởi sợi vận chuyển hoặc gương trong đầu cắt, nơi một thấu kính hội tụ nó ở công suất rất cao trên một đường kính rất nhỏ. Chùm tia laser hội tụ này gặp bề mặt của chất nền và làm tan chảy nó để thực hiện cắt. Có 2 loại nguồn laser: laser sợi và CO2 laser. Cắt laser cực kỳ linh hoạt. Ngoài vật liệu phẳng, ống và hình dạng cũng có thể được cắt bằng hệ thống cắt laser.
Máy cắt Laser sợi
Laser sợi là laser thể rắn với sợi quang là môi trường khuếch đại laser, bao gồm môi trường khuếch đại, nguồn bơm và khoang cộng hưởng. Laser sợi sử dụng sợi hoạt động được pha tạp các nguyên tố đất hiếm trong lõi làm môi trường khuếch đại. Laser bán dẫn được sử dụng làm nguồn bơm. Khoang cộng hưởng thường bao gồm các gương, mặt đầu sợi, gương vòng sợi hoặc lưới sợi.
Theo đặc điểm miền thời gian của laser sợi quang, chúng có thể được chia thành laser sợi quang liên tục và xung. Theo cấu trúc của bộ cộng hưởng, nó có thể được chia thành laser sợi quang khoang tuyến tính, phản hồi phân tán và khoang vòng. Theo sự khác biệt của sợi quang và phương pháp bơm, nó có thể được chia thành laser sợi quang bọc đơn (bơm lõi) và bọc kép (bơm vỏ).
CO2 Máy cắt laser
A CO2 laser (laser carbon dioxide) là laser khí sử dụng hỗn hợp khí làm môi trường khuếch đại, bao gồm carbon dioxide, heli, nitơ và có thể là một số hydro, hơi nước và xenon. Laser được bơm điện bằng cách xả khí, có thể sử dụng với dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều hoặc trong phạm vi RF. Phân tử nitơ bị kích thích bởi dòng điện xả đến trạng thái bán bền, sau đó truyền năng lượng cho nó khi va chạm với CO2 phân tử. Heli có thể làm giảm số lượng các hạt ở trạng thái năng lượng thấp và có thể loại bỏ nhiệt sinh ra.
CO2 tia laser thường phát ra chùm tia có bước sóng 10.6 μm, nhưng có những vạch bức xạ khác trong khoảng 9-11 μm (đặc biệt là 9.6 μm).
Trung bình
CO2 laser sử dụng khí làm môi trường để tạo ra chùm tia laser và truyền chùm tia qua gương. Laser sợi được truyền qua điốt và cáp quang, nhiều điốt được bơm để tạo ra chùm tia laser, sau đó truyền đến đầu cắt laser qua cáp quang, thay vì truyền chùm tia qua gương.
Bước sóng
CO2 laser là một loại chùm tia laser khí có bước sóng 10.6 μm từ các phân tử carbon dioxide, trong khi laser sợi là một loại laser trạng thái rắn có bước sóng 1.08 μm, thu được bằng cách đặt tinh thể hợp chất Yb (ytterbi) làm môi trường trong sợi quang và chiếu xạ tinh thể bằng chùm tia laser. Do các đặc điểm vật lý khác nhau của 2 loại laser, nên quy trình cắt cũng khác nhau.
Hiệu suất chuyển đổi quang điện
Máy cắt laser sợi quang sử dụng mô-đun kỹ thuật số trạng thái rắn hoàn chỉnh và thiết kế laser sợi quang đơn. Hiệu suất chuyển đổi quang điện cao hơn CO2 cắt laser. Tổng tỷ lệ sử dụng thực tế của mỗi nguồn cung cấp điện của CO2 máy cắt laser khoảng 8%~10%. Tỷ lệ sử dụng tổng thể khoảng 25%~30%và tổng mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống cắt laser sợi quang thấp hơn 3~5 lần so với CO2 hệ thống cắt laser đã tăng hơn 86%.
Chi phí đầu tư
Chi phí chính để mua máy cắt laser phụ thuộc vào thương hiệu và công suất của máy phát laser cũng như các thành phần quang học cốt lõi. CO2 Máy cắt laser có giá từ 2,600 đô la Mỹ trên toàn thế giới, và giá của máy cắt laser sợi quang công suất thấp bắt đầu từ 16,800 đô la Mỹ, trong khi một số máy cắt laser công suất cao có giá lên tới 160,000 đô la Mỹ.
Chi phí bảo trì
Do sự tinh khiết của CO2 khí, khoang sẽ bị nhiễm bẩn và cần được vệ sinh thường xuyên. Gương cần được bảo dưỡng và căn chỉnh, do đó việc bảo dưỡng thường xuyên phức tạp hơn. Nhưng máy cắt laser sợi quang không cần bảo dưỡng, có khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt với khả năng chịu bụi, rung, va đập, độ ẩm và nhiệt độ cao.
Ứng dụng
Các vật liệu khác nhau cần cắt có tỷ lệ hấp thụ ánh sáng khác nhau đối với các bước sóng laser khác nhau. Các vật liệu không phải kim loại (như gỗ, vải, nhựa, acrylic, giấy, da) có tỷ lệ hấp thụ thấp đối với laser sợi quang, trong khi CO2 laser có tỷ lệ hấp thụ cao đối với vật liệu kim loại hoặc phi kim loại. Laser sợi chỉ phù hợp để cắt vật liệu kim loại, trong khi CO2 tia laser có thể cắt cả vật liệu kim loại và vật liệu phi kim loại.
