CO2 与光纤激光技术：终极指南

现在有很多最先进的材料切割技术。然而，选择正确的技术可能具有挑战性。这篇博客文章将比较两种最著名的切割方法：CO2 激光切割机和光纤激光切割机。请继续阅读以了解有关该技术的优点和缺点的更多信息。

什么是光纤激光器？

光纤激光技术是一种固态激光，可以液化和穿透金属。它是切割金属板材最常用的方法之一。在大多数情况下，激光切割低碳钢、不锈钢和其他有色金属。光纤激光器具有高功率，可以切割厚度超过 100 毫米的金属。

由于它提供速度、质量和效率，光纤激光切割机得到了重要部门和行业的广泛关注和青睐。光纤激光机中的计算机控制系统将使您的工作更加精确和准确。这种类型的激光切割机的价格往往高于其他类型的激光切割机。

什么是 CO2 激光？

CO2 激光切割工艺是一种使用电动气体激光器切割金属板的技术。激光可以切割金属板材，包括铝、钢和不锈钢。 CO2 激光器拥有的功率和控制水平非常出色，而且这些激光器具有很高的准确度和精度。它们独特的控制系统使它们不同于其他激光技术。

CO2 激光器对各种基材的适用性是其最具吸引力的特点之一。在某些情况下，它们可以同时处理无机和金属物质。 CO2 激光切割工艺主要通过喷嘴发射高强度红外激光束。这些激光器需要不同气体的组合来产生激光束。

光纤激光器如何工作？

光纤激光机通过受激辐射产生强大的激光束来发挥作用。光纤激光设备采用一组二极管形成光束，通过光纤电缆网络聚焦. 之后，电缆内部的光学元件用于创建和放大特定的波长。手术结束后，立即操纵激光束，让激光束进行切割。

如果您仍然觉得它复杂且难以理解，让我们看一个更全面的分步过程。本分步指南将帮助您更好地了解光纤激光器的功能。

在开始该程序之前，激光二极管会将电能转化为光子，然后机器会将这些光子传送到光纤电缆中。当二极管使用的两个半导体（正电荷和负电荷）相互接触时，该过程就开始了。它们以自由电子的形式发出光子。当施加更多功率时，速度会增加，从而将更多光推入光缆。
在被引导到光缆中并向前推进后，光必须沿着单一路径继续形成强激光束。此路径必须保持不变。另一方面，光不会线性移动；因此，为了克服这一挑战，光纤电缆由两部分组成：“芯”和“包层”。包层是用于描述芯内使用的材料的术语，即光传播的区域。当光传播时，它会遇到包层并反射回核心。这是因为包层提供了内部反射，将光线保持在结构中心内，并鼓励它沿着它的轨迹继续前进。
当光最终通过光纤到达其旅程的终点时，它将进入激光腔。在该区域内，光将仅具有特定波长。由于稀土元素的存在，当元素围绕它们时，存在的光纤会被掺杂。当掺杂光纤的这些粒子与光接触时，电子的能级得到提升。当它们最终恢复到初始状态时，它们会释放光子，通常称为光。激光腔充当谐振器，这是一种使光在两点之间来回反射的装置。此过程会增加光线，发出“激光”。
请记住，产生的波长将根据激光腔中使用的掺杂元素而变化。因为有许多不同的掺杂元素，所以波长会以各种方式不同。这些不同持续时间的波长被用于多种类型的任务。因此，准确理解所产生的特定波长至关重要。
当一切都完成后，离开谐振腔的光子会产生激光束，由于光纤电缆中的光导，激光束完全笔直。后来，根据客户的喜好，用不同类型的组件设计了激光器的形状。大多数光纤激光器都有一个焦距为 254 毫米的透镜。它允许用户执行激光切割，这可能是由于短焦距将更多能量集中在更小的区域。同样，结合许多不同的机械部件决定了激光器的形式。

CO2 激光如何工作？

CO2 激光切割机在通过充气管传输电力时产生光，并且两端都有镜子。在此过程中，其中一面镜子会反射，而另一面镜子会允许一些光线流过。这两个反射镜引导激光束，使其可以切穿材料。使用 CO2 激光切割的过程包含两个不同的步骤，如下所示：

当电流通过管子时，一端有反射镜，另一端有部分反射镜。光线在两个方向上反射，在管内上下移动。这种运动的效果是在光沿着管子传播时增强了光的强度。由于一致的运动，光线增强到可以穿透部分反射镜的程度。光线从一个镜子反射到另一个镜子，直到到达激光头中的最后一个镜子。该反射镜将激光引导至焦距和材料。
激光达到这一点后，控制它是至关重要的，因为它现在已经完全发展起来了。因此，为了方便您，我们将向您介绍一种称为CNC的技术，它代表计算机数字控制。这项创新使 CO2 机器的激光头可以朝不同的方向移动，让您的工作更加灵活。在使用激光束时，您现在可以四处移动，通过使用各种技术和镜面镜片以不同的方式进行雕刻，所有这些都不会影响工艺的准确度和精确度。此外，使用该设备创建精确的雕刻没有任何问题或限制。

光纤激光器和 CO2 激光器之间的主要区别是什么？

CO2 激光器已经存在了几十年。尽管如此，由于其不断发展，它现在被各种企业和其他组织使用。

然而，考虑到光纤激光器等新技术即将出现，您可能会发现很难决定选择哪个选项。别担心；我们提供了两个选项之间所有关键区别的概要，以便您做出明智的选择。

能量消耗

它们的功耗在显着方面有很大不同。 CO2激光器最高可达20%的光电转换率。因此，如果你想运行 50W 的激光器，你将需要有 500W 的电源，这将导致你的整体运营成本上升。

就它们使用的能量而言，光纤激光器的效率要高得多。 50W光纤激光设备的电源只需要在100-200W之间。 直接结果是，与激光设备操作相关的费用减少了一半。

波长

它们都具有非常独特的波长，这使得它们可用于各种环境。由于其 1.04μm 的波长较短，光纤激光切割机几乎可以切割任何材料。

然而，CO2 激光切割机的波长要大得多，为 10.6μm，这限制了它可以切割的材料类型。虽然非常高功率的 CO2 激光设备可以解决这个问题，但它可能会导致更高的费用。

高效与舒适性

由于速度相当慢，CO2 激光器并不是特别有效。不过，考虑到成本低廉，其在家庭或小公司环境中的有效性是毋庸置疑的。

如果您想要快速高效的东西，请查看光纤激光器。这些激光器比大多数其他激光设备更强大、更有效。这是因为光束的波长特性和更大的聚焦区域。

成本和维护费

根据额定功率和型号，光纤激光器和 CO2 激光器的价格可能很高。光纤激光器的初始投资可能很大，从 50,000 美元到 1,000,000 美元不等。另一方面，CO2 激光设备的价格范围在 2,000 美元到 10,000 美元之间。此外，CO2切割的维护费用也比光纤激光机低。

A CO2激光切割机如果您想为家庭或小型企业项目购买它，这是一个很好的选择。但是，假设您想购买用于工业或制造业的激光切割机。在那种情况下，光纤激光器是最有可能为您带来盈利的投资的激光器。

	光纤激光	CO2激光
波长	1.04μm	10.6μm
相容材料	碳纤维铝金银不锈钢	织物木材皮革砖玻璃纤维
切割厚度	0.5到0.8英寸	0.3到0.8英寸
切割速度	45 至 2126 IPM	50 至 420 IPM
能量消耗	100至200W	500W
成本	$ 2000美元10,000	$ 40,000美元1,000,000

使用光纤激光和CO2激光切割机有哪些优势？

现在您对这些机器的工作原理有了更深入的了解。您还应该了解他们的优势以及他们如何为您提供帮助。我们编制了一份清单，列出了使用 CO2 激光器和光纤激光器的一些好处。

光纤激光器的优势

高性能： 该设备产生的激光束将具有尽可能高的功率。该光束可以聚焦，从而实现精确切割。这种方法最终大大减少了所需的总时间。
低功耗： 令人惊讶的是，与其他激光机的能耗相比，这种高功率机器的能耗相对较低。该设备的电源必须在 150 到 200W 之间。
灵活性： 该设备不必在任何地方严格服务。您可以随时随地使用最方便的激光切割机。它可以从一个行业转到另一个行业，一路上不会遇到任何困难或挑战。
高度准确和精确： 如果您使用机器的计算机数控技术，您将不会遇到非常高水平的切割准确度和精确度问题。此外，借助这台机器，您还可以尝试在任何表面上进行雕刻。
多才多艺： 该设备可以在各种应用中使用各种金属。切割多种类型的不同金属没有问题。它可以用吸收率高的激光束穿透任何反射金属。

二氧化碳激光切割

多才多艺： CO2 激光机还具有很大程度的多功能性。与任何其他激光器相比，它们可以切割的材料种类繁多。 CO2 激光器几乎可以切割任何非金属材料和某些类型的金属。
更深层次的削减： 当需要切割厚材料时，二氧化碳是一个可行的选择。与其他激光器相比，CO2 激光器对较厚材料的穿透时间更短。他们可以毫不费力地切穿厚材料。
更好的表面光洁度： 与光纤激光机相比，CO2 激光器提供的表面光洁度要完美得多。 CO2 的表面光洁度更加原始和实用。与光纤激光器相比，它们在完成后会留下切割痕迹。
购置成本低： 与购买光纤激光机相比，购买CO2激光机的成本要低很多。购买一台新的 CO2 机器的价格在 2,000 美元到 10,000 美元之间，具体取决于型号，这比使用光纤激光技术的机器便宜十倍以上。
低维护成本： 使用 CO2 激光器的设备维护费用更便宜。它不需要非常高水平的维护。结果，这导致成本节约方法。所使用的组件并不难获得，而且价格也不贵。与光纤激光器相比，这些组件可能要花费数千美元。

CO2 激光器和光纤激光器可以切割哪些材料？

由于这两种工具都可以切割各种各样的材料，因此列表非常多样化。 CO2 激光器可以切割各种材料，包括金属和非金属。光纤激光器可以与各种金属一起工作；但是，它们对非金属材料不是很有效。 以下是激光技术可以处理的许多材料的列表和解释。

CO2 激光切割材料

与其他类型的激光器和切割工具相比，CO2 激光器的优势在于能够加工更多种类的材料。 CO2 激光器是切割各种材料的最有效选择。然而，由于 CO2 的吸收率低于其他类型的激光器，因此它不能有效地与广泛的反光金属. 以下是与 CO2 激光器兼容的主要物质列表：

面料
木材
皮革
砖
大理石
玻璃纤维
塑料
橡胶

光纤激光切割材料

如前所述，切割金属板材是光纤激光机的主要功能。由于其卓越的工程设计，它们可以切穿任何金属，无论其反射性如何。如果要切割金属，光纤激光器是最有效的工具。它广泛用于各种工业部门和行业。以下是很容易被光纤激光器切割的材料列表。

碳纤维
铝板
钨
铬系列
镍
黄金
白银
不锈钢

切割速度：哪种技术切割速度更快？

光纤激光器在切割速度方面优于市场上所有其他类型的激光切割机。在切割不同材料时，光纤激光器通常比 CO2 激光器快得多。 光纤激光器包含极高功率的光束，可以快速切割任何材料而不会浪费时间。即使两种设备使用相同的电源，光纤激光器仍然比 CO2 激光器快两到四倍。

使用高功率光纤激光器还可以减少特定时间内的运营费用。此外，使用光纤激光器时不需要预热期，但CO2激光器需要十分钟的缓冲时间来辅助机器的初始化过程。

然而，CO2 的时间因素使它们在切割较厚的金属（如 5 毫米厚的材料）方面具有优势。当穿透厚金属时，较长的波长优于标准的短波长。

切割质量：哪种技术更好？

与光纤激光系统产生的表面光洁度相比，几乎没有人争论 CO2 激光系统提供更高质量的光洁度。随着材料变厚，您会更清楚地看到材料的表面处理。 沿着切割的长度，光纤激光器会留下微小的条纹标记。 CO2 激光器在切割各种厚薄材料的过程中保持其精度。然而，由于正在进行的研究和开发，光纤激光器近年来已显着提高了切割质量。