در فناوری برش لیزری دی‌اکسید کربن (CO2)، گاز CO2 به‌عنوان محیط تولیدکننده پرتو لیزر عمل می‌کند. اما در لیزرهای فایبر، پرتو لیزر از طریق دیودها و کابل‌های فیبر نوری منتقل می‌شود. سیستم لیزر فایبر، پرتو لیزر را از طریق چندین پمپ دیودی تولید می‌کند و سپس آن را به‌وسیله یک کابل فیبر نوری انعطاف‌پذیر به هد برش لیزری منتقل می‌کند؛ به‌جای اینکه پرتو از طریق آینه‌ها منتقل شود.

این موضوع مزایای زیادی دارد. اولین مزیت، اندازه میز برش و حکاکی لیزری است. برخلاف فناوری لیزر گازی که در آن بازتاب‌دهنده باید در فاصله مشخصی قرار داشته باشد، لیزر فایبر محدودیتی از نظر محدوده ندارد. علاوه بر این، لیزر فایبر حتی می‌تواند در کنار هد برش پلاسما در میز برش پلاسما نصب شود. چنین امکانی در فناوری برش لیزر CO2 وجود ندارد. همچنین، در مقایسه با یک سیستم برش گازی با توان یکسان، سیستم لیزر فایبر به دلیل قابلیت خم شدن فیبر، ابعاد جمع‌وجورتری دارد.

مقایسه از نظر راندمان تبدیل الکتریکی-نوری

مهم‌ترین و قابل‌توجه‌ترین مزیت فناوری برش فایبر را می‌توان بهره‌وری انرژی آن دانست. به دلیل استفاده از یک ماژول دیجیتال کاملاً حالت‌جامد و طراحی یکپارچه، سیستم برش لیزر فایبر راندمان تبدیل الکتریکی-نوری بالاتری نسبت به لیزر برش CO2 دارد.

برای هر واحد توان مصرفی در سیستم برش CO2، نرخ بهره‌برداری واقعی و معمول حدود ۸ تا ۱۰ درصد است. در سیستم‌های برش لیزر فایبر، کاربران می‌توانند انتظار بهره‌وری انرژی بالاتری، در حدود ۲۵ تا ۳۰ درصد، داشته باشند. به عبارت دیگر، مصرف کلی انرژی در سیستم برش فایبر تقریباً ۳ تا ۵ برابر کمتر از سیستم برش CO2 است و راندمان مصرف انرژی را به بیش از ۸۶ درصد افزایش می‌دهد.

مقایسه از نظر عملکرد برش

لیزر فایبر دارای ویژگی طول موج کوتاه است که باعث افزایش جذب پرتو توسط ماده مورد برش می‌شود و امکان برش موادی مانند برنج و مس و همچنین مواد غیررسانا را فراهم می‌کند.

پرتوی متمرکزتر، نقطه کانونی کوچک‌تر و عمق میدان کانونی بیشتری ایجاد می‌کند. در نتیجه، لیزر فایبر می‌تواند مواد نازک‌تر را با سرعت بالا برش دهد و مواد با ضخامت متوسط را نیز به شکل مؤثرتری برش دهد.

هنگام برش موادی با ضخامت حداکثر ۶ میلی‌متر، سرعت برش یک سیستم برش لیزر فایبر با توان ۱.۵ کیلووات با سرعت یک سیستم لیزر CO2 با توان ۳ کیلووات برابر است. بنابراین، هزینه عملیاتی برش فایبر کمتر از یک سیستم معمولی برش لیزر CO2 است.

مقایسه از نظر هزینه نگهداری

از نظر نگهداری دستگاه، برش لیزر فایبر سازگاری بیشتری با محیط زیست دارد و استفاده و نگهداری از آن آسان‌تر است. سیستم لیزر CO2 به تعمیر و نگهداری منظم نیاز دارد. برای مثال، بازتاب‌دهنده‌ها نیاز به سرویس و کالیبراسیون دارند و کاواک تشدیدکننده نیز باید به‌صورت دوره‌ای سرویس شود.

در مقابل، سیستم برش لیزر فایبر تقریباً به هیچ‌گونه تعمیر و نگهداری خاصی نیاز ندارد.

سیستم برش لیزر CO2 به گاز CO2 به‌عنوان گاز لیزر نیاز دارد. به دلیل خلوص گاز دی‌اکسید کربن، کاواک تشدیدکننده دچار آلودگی می‌شود و باید به‌طور منظم تمیز شود. برای یک سیستم CO2 چند کیلوواتی، این مورد حداقل ۲۰,۰۰۰ دلار آمریکا در سال هزینه خواهد داشت.

علاوه بر این، بسیاری از سیستم‌های برش CO2 برای انتقال گاز لیزر به توربین‌های محوری با سرعت بالا نیاز دارند و این توربین‌ها نیز به تعمیر و بازسازی نیاز خواهند داشت.

لیزرهای CO2 و فایبر چه موادی را می‌توانند برش دهند؟

موادی که دستگاه‌های برش لیزر CO2 می‌توانند با آن‌ها کار کنند:

برش و حکاکی لیزری چوب، برش و حکاکی لیزری اکریلیک، برش و حکاکی لیزری آجر،برش و حکاکی لیزری لاستیک، مقوای فشرده، برش و حکاکی لیزری چرم، برش و حکاکی لیزری کاغذ، برش و حکاکی لیزری پارچه، روکش چوب، برش لیزری سنگ، مرمر، برش لیزری فوم، برش و حکاکی لیزری کاشی سرامیکی، برش و حکاکی لیزری مقوای ماکت‌سازی، کریستال، محصولات بامبو، ملامین، آلومینیوم آنودایز شده، مایلار، رزین اپوکسی، پلاستیک، چوب‌پنبه، فایبرگلاس و فلزات رنگ‌شده از جمله موادی هستند که بوسیله دستگاه برش لیزری CO2 قابل برش و حکاکی هستند

موادی که لیزر فایبر می‌تواند با آن‌ها کار کند:

فولاد ضدزنگ، فولاد کربنی، آلومینیوم، مس، نقره، طلا، فیبر کربن، تنگستن، کاربید، سرامیک‌های غیرنیمه‌رسانا، پلیمرها، نیکل، لاستیک، کروم، فایبرگلاس و فلزات پوشش‌دار و رنگ‌شده.

بر اساس مقایسه بالا، اینکه دستگاه برش لیزر فایبر را انتخاب کنید یا دستگاه برش CO2، به نوع کاربرد و بودجه شما بستگی دارد.

اما از طرف دیگر، اگرچه حوزه کاربرد برش لیزر CO2 بسیار گسترده‌تر است، برش لیزر فایبر همچنان از نظر صرفه‌جویی در انرژی و کاهش هزینه‌ها مزیت بیشتری دارد. مزایای اقتصادی ایجادشده توسط فناوری فیبر نوری بسیار بیشتر از فناوری CO2 است.

با توجه به روند توسعه این فناوری در آینده، دستگاه‌های برش لیزر فایبر جایگاه تجهیزات اصلی و غالب این حوزه را به خود اختصاص خواهند داد.