为方便对比两种激光器的成本差别,仅计算电力、耗材、介质气体三部分构成的成本,这三部分的成本,两者是不同的;人力、折旧、场地、切割气体等,对于两种激光器来说,成本相同,故不计算。
两种激光器均需耗费巨量电力。光纤激光器电-光转换效率约30%,CO2激光器约10%。以3000W激光器而论,光纤激光器耗电约10kW电力,而CO2激光器耗电约30kW。以电价1元/度、占载率70%计,则成本分别为7元/小时、21元/小时。金属加工微信,内容不错,值得关注。
另外,由于效率不同,所以,两种激光器所产生的热量不同,需要的水冷机的规格(制冷量)也不同。光纤激光器需要的水冷机的耗电量为13kW,CO2激光器需要的水冷机的耗电量为18kW。以电价1元/度、占载率70%计,则成本分别为9元/小时、12.8元/小时。
光纤激光器使用成本约24元/小时,CO2激光器则约为38.3元/小时,相差14.3元/小时。按每天使用10小时计,则每天成本差为143元。
市场上关于两种激光器的使用成本的差别的说法,有些夸大。
附带提一下,光纤激光的传输介质为光纤,光束封闭于光纤内,“曲线传播”,不受外界环境影响。CO2激光传输介质为空气,直线传播,靠反射镜改变传输方向,易受外界环境影响,可能需要对这些反射镜进行维护,从而稍稍增加使用成本。
切割速度
切割速度、穿孔效率、断面质量等方面构成激光切割效能,是评价激光器(机器)的综合性指标。金属加工微信,内容不错,值得关注。
光纤激光器切割薄板有优势,尤其是厚度3mm以下者,优势明显,相对于CO2激光器,切割速度比值可达4:1;而6mm是两种激光器优势互换的临界厚度。切割厚度>6mm的板材,光纤激光无优势;随着厚度的增加,CO2渐显优势,但并不显着。
总的说来,切割速度方面还是光纤激光器有优势。
CO2激光切割的工业应用
台CO2激光切割机是二十世纪七十年代的诞生的。三十多年来,由于应用领域的不断扩大,CO2激光切割机不断改进,目前国际国内已有多家企业从事生产各种CO2激光切割机以满足市场的需求,有二维平板切割机、三维空间曲线切割机、管子切割机等。国外企业有德国Trumpf公司、意大利Prima公司、瑞士Bystronic公司、日本Amada公司、MAZAK公司、NTC公司、澳大利亚HG Laser Lab公司等。目前国内能提供平板切割机的企业有上海团结普瑞玛公司、沈阳普瑞玛公司、济南捷迈公司、武汉楚天公司等。根据美国激光工业应用杂志“Industrial Laser Solution”2000年度报告统计:1999年全世界共销售的激光切割系统(主要是CO2激光切割系统)为3325台,共11.74亿美元。据不完全统计我国目前每年生产CO2激光切割机近100台,共1.5亿元。虽然激光切割的发展趋势较快,但应用水平与发达***相比差距较大。至2003年我国已在工业生产中使用的CO2激光切割系统累计已达500台左右,约占全世界正运行系统总量的1.5%。
公认原理:
冷加工:具有很高负荷能量的光子,能够对材料或周围介质内的修改,至使材料发生非热过程***。因为采用的是低温,箱底热烧蚀温度更低,因此不产生“热损伤”***达到冷剥离,因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等作用,也不会对工件造成烧灼、黑边、变形等问题。绿光打标机与紫外激光打标机就属于冷加工。
热加工:采用高能量激光束照射工件表面,材料表面吸收激光能量,在照射区域内产生热激发过程,从而使材料表面(或涂层)温度上升,产生、熔融、烧蚀、蒸发等现象。以此来达到我们终预定的目标效果,因为是采用高温达到理想效果所以被成为热加工。光纤激光打标机、co2激光打标机、半导体激光打标机就属于热加工。
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