CO2 激光与光纤激光：优缺点

CO2 与光纤激光器，哪个更好？几年来，这一直是制造界的普遍讨论，因为激光纯粹主义者坚持二氧化碳是更好的技术，而其他推动光纤激光器新创新的人坚持恰恰相反。但谁是对的？哪种技术更好，它如何影响您的底线？

答案的一个线索是意识到大多数制造商在他们的机械产品供应中同时提供二氧化碳和光纤激光技术。他们这样做是因为他们看到技术、能力以及更重要的是它们在某些材料、厚度和特殊应用中的性能存在显着差异。归根结底，这取决于您要切割的材料类型和厚度。

在之前的文章“为什么千瓦不是王者”中，我们发现光纤激光器从谐振器或电源获得更多功率到切割头。他们通过不必将光束从镜子反射并通过无数透镜重新聚焦光束来实现这一点，从而保持在源头产生的所有功率。然而，CO2 激光器在材料类型和适应更广泛材料的灵活性方面具有优势。

什么是光纤激光器？

光纤激光器只是一个术语，用于将强烈和放大的光源带到激光机的切割头的光纤传输方法。该术语没有说明如何创建光源（这与 CO2 谐振器不同）。光纤束传输方法大大简化了制造激光器的过程，因此许多机器以大大降低的价格进入市场。

光纤激光器的工作原理是什么？

光纤接收来自激光切割机谐振器的光源，并将其传送到由CNC控制的切割头。在切割头中，激光从光纤电缆的末端发出，并通过一系列聚焦透镜重新聚焦到材料表面上近乎完美的点。在激光器周围使用诸如 NO2 和 O2 等切割气体进行吹扫，待加工材料在强烈的心脏中迅速蒸发，并以灰尘颗粒的形式被吹走。

什么是二氧化碳激光？

CO2 激光实际上是指激光本身的产生方法。在高速（涡轮机或鼓风机）下用 CO2 气体吹扫的谐振器使用多种方法来分裂轻粒子的离子（通常是 RF 或 DC 激发），导致轻粒子相互碰撞并以更大的间隔分裂.

CO2 激光的工作原理是什么？

一旦 CO2 谐振器产生足够的光，它就会以与光纤方法不同的方式传输。光束通过反射过程传递并重新聚焦到称为“光束路径传递系统”的回旋路径，该路径用受保护的“惰性气体”吹扫，以保持路径纯净、清洁，没有会干扰传递的灰尘激光的全部强度。一旦激光被反射到切割头上，它就会重新聚焦并以与光纤机器相同的方式发射，它会利用一系列透镜重新聚焦并使用高速切割气体屏蔽来净化加工路径。

CO2 与光纤激光器：各自的优缺点

CO2 激光优势

• 表面处理：CO2 激光器通常可以在不锈钢和铝制工件上产生更好的边缘质量。
• 灵活性：CO2 激光器在包括非金属在内的一系列激光应用中提供了灵活性。
• 已知技术：由于 CO2 激光技术已经存在了 30 多年，因此其结果是完全可以预测的。这为用户提供了良好的保证水平。

二氧化碳激光的缺点

• 运营成本：除了保持光束路径传输系统纯净和清洁所需的反射镜、透镜波纹管和激光气体外，由于 CO2 谐振器、鼓风机、冷却器等需要更多功率，因此功耗成本高出 70%。
• 维护：光路传输系统的所有上述组件都需要维护，这不仅会对制造造成干扰，而且成本非常高。
• 速度：在薄材料中，CO2 激光器无法与光纤竞争。例如，使用 N2 作为切割气体的 16 GA 低碳钢中的 4KW CO2 的建议切割速度仅为 260IPM，而同样配备的光纤激光器的切割速度约为 1,417 IPM，差异很大。

优势光纤激光

• 投资成本：随着固态激光技术变得越来越流行，系统的成本正在下降。例如，一台设备齐全的国产光纤激光切割系统起价远低于 300K
• 维护：如果没有光束路径传输系统及其大量使用反射镜、波纹管、气体润湿光纤激光器（特别是固态谐振器类型），则大大减少了所需的维护量以及与维护相关的成本.
• 速度：在光纤激光器与 CO2 激光器在薄材料方面的竞争中，根本没有可比性。纤维的速度是量规材料的两倍到三倍。
• 运营成本：由于谐振器的功率要求和冷却要求较低，因此光纤激光器所需的功耗约为其 CO2 同类产品的 1/3。再加上更少的维护、更少的耗材和更快的切割，使得光纤激光器的单件成本非常有利。

光纤激光器的缺点

• 厚材料表面处理：CO2 激光器的优点之一是在更厚的材料上获得表面处理，尤其是不锈钢和铝。虽然在撰写本文时光纤激光技术距离今天不远，但 CO2 仍然是该领域的领导者。
• 整体灵活性：正如我们之前提到的，CO2 Laser 具有更大的灵活性，可以切割更广泛的材料，尤其是非金属。虽然光纤技术正在迎头赶上，实际上可以开箱即用地切割黄铜和铜（CO2 激光器在这些材料上遇到了很大的困难），但它们的使用确实受到限制，尤其是在非金属应用中。
• 已知技术/舒适度：如果您目前在您的设施中运行一个或多个 CO2 激光系统，那么您最初可能会在该技术方向上产生很大的影响，因为它是您所知道的“恶魔”与您所认识的“恶魔”不要。

底线

CO2 激光与光纤激光技术的争论正逐渐从我们的行业中消失。随着光纤激光技术的成熟，工程师和制造商已经找到了模拟 CO2 激光效果的方法，并因此取得了成功。通过生产不同波长的激光光源，并通过专门“调谐”的光纤电缆传输该波长，他们在更厚的材料中取得了更好的结果，因此迅速消除了反对光纤激光技术的争论。此外，随着光纤激光器的成本大幅降低，它们进入了技术通常遥不可及的普通中小型制造车间的范围内。这种新的能力，加上较低的投资成本，为光纤带来了光明的未来。

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