Волоконный и диодный лазер. Сравнение
Волоконный и диодный лазер, в чем разница между ними и какой лучше выбрать, для ваших задач?
Хотя волоконные лазеры значительно дороже диодных, они также намного мощнее. Однако, если вы занимаетесь небольшими проектами в своем гараже, волоконный лазер может оказаться излишним.
Прежде чем вы решите использовать один из них, важно понять, какие задачи подходят для каждого из них.
Разница между волоконным лазером и диодным лазером
Хотя волоконные и диодные лазеры являются твердотельными лазерами с аналогичными источниками света, их характеристики и области применения различаются.
Длина волны
Длина волны лазера сильно влияет на скорость поглощения лазерной энергии различными материалами.
Общее эмпирическое правило заключается в том, что чем короче длина волны света, тем выше будет его энергия.
Волоконный лазер имеет длину волны 1060 нм, которая легко поглощается металлами.
Это свойство делает волоконные лазеры очень эффективными при маркировке и резке листового металла, но они не могут хорошо работать с неметаллическими заготовками.
Однако волоконный лазер MOPA может гравировать пластмассы без их сжигания, а также может использоваться для цветной лазерной гравировки на определенных материалах.
В то время как диодный лазер имеет длину волны от 550 до 950 нм, что соответствует области видимого света электромагнитного спектра.
Этот широкий диапазон длин волн делает диодные лазеры очень эффективными для различных материалов, включая металлы и неметаллы.
Мощность лазера
Несмотря на то, что это довольно новая технология, волоконный лазер со временем претерпел некоторые быстрые изменения.
Благодаря этим разработкам волоконные лазеры доступны с различными вариантами мощности от 10 Вт до 15 кВт.
С другой стороны, до недавнего времени очень редко можно было найти диодный лазер с выходной мощностью 15 Вт.
Хотя на сегодняшний день компания Teradiode представила технологию, которая объединяет выходные сигналы различных диодов для формирования единого лазерного луча с высокой выходной мощностью до 8 кВт.
Гибкость материала
Волоконные лазеры мало что предлагают с точки зрения разнообразности обрабатываемого материала.
Длина волны волоконного лазера подходит только для лазерной резки или гравировки металлических заготовок, что делает область его применения очень ограниченной.
С другой стороны, диодные лазеры могут резать или гравировать различные материалы, такие как акрил, дерево, пластик, ткани, кожа, алюминий и т. д.
Однако при лазерной резке или гравировке прозрачных материалов диодный лазер проходит сквозь материал, не оказывая существенного воздействия на поверхность заготовки.
Если вам нужна гибкость в отношении материалов, но большая мощность, чем у диодного лазера, вам может подойти CO 2 -лазер.
Распространенным решением этой проблемы является использование темной краски или малярной ленты для покрытия прозрачной поверхности, чтобы диодный лазер не проходил через нее.
| Материал | Волоконный лазер | Диодный лазер |
|---|---|---|
| Мягкая сталь | ✓ | ✓ |
| Нержавеющая сталь | ✓ | ✓ |
| Алюминий | ✓ | ✓ |
| Медь | ✓ | ✓ |
| Латунь | ✓ | ✓ |
| Акрил | — | ✓ |
| Древесина | — | ✓ |
| Пластмассы | — | ✓ |
| Текстиль | — | ✓ |
| Прозрачное стекло | — | — |
| Камень | — | ✓ |
Скорость резки
Одной из наиболее важных причин растущей популярности волоконных лазеров является их высокая скорость резки.
Волоконный лазер мощностью 4 кВт может прорезать алюминий толщиной 0,12 дюйма со скоростью резки 400 дюймов в минуту, что в 3-4 раза быстрее, чем у CO2-лазера.
Но диодный лазер может обеспечить скорость резки на 15% выше, чем у волоконного лазера той же номинальной мощности.
Он дает наилучшие результаты по алюминию: скорость резки на 30 % выше, чем у волоконных лазеров.
Приведенная ниже таблица поможет вам лучше понять разницу между скоростью резки волоконного лазера и диодного лазера.
| Материал (толщина) | Скорость резки волоконным лазером мощностью 2 кВт (ipm) | Скорость резки диодным лазером мощностью 2 кВт (ipm) |
|---|---|---|
| Нержавеющая сталь (0,04 дюйма) | 1082 | 1969 |
| Нержавеющая сталь (0,35 дюйма) | 23 | 50 |
| Латунь (0,12 дюйма) | 118 | 150 |
Толщина резки
Способность лазера прорезать толстый материал сильно зависит от его мощности.
Диодный лазер в основном использовался для резки и гравировки тонких материалов из-за его низкой мощности лазера.
Последние разработки и наличие вариантов с более высокой мощностью (до 8 кВт) позволили диодным лазерам прорезать толстые материалы.
Но наличие волоконного лазера в еще более мощных вариантах (до 15 кВт) делает его идеальным выбором для лазерной резки толстых материалов.
Качество резки
Хотя разрезы, производимые обоими лазерами, имеют очень небольшую ширину пропила, диодный лазер производит разрезы с более жесткими допусками, чем у волоконного лазера.
Диодные лазеры также производят разрезы с гораздо лучшим качеством кромки, чем волоконный лазер, независимо от типа материала и его толщины.
Портативность
По сравнению с другими лазерами, такими как CO2 и Nd:YAG-лазер, волоконные лазеры занимают меньше места и более портативны.
Но диодные лазеры произвели революцию в портативности лазеров благодаря своим чрезвычайно малым размерам.
Диодный лазерный модуль мощностью 5-6 Вт может быть достаточно маленьким, чтобы поместиться в вашей руке, и весить около 200 г.
Эти небольшие диодные лазеры могут питаться от портативного блока питания с выходной мощностью 12 В.
Компактная конструкция, малый вес и низкое энергопотребление делают диодные лазеры идеальными, если вы ищете портативный лазерный гравер.
Общая стоимость
Общая стоимость лазерного резака состоит из первоначальной стоимости или стоимости покупки и средних эксплуатационных расходов.
Начальная стоимость
Волоконные лазеры настольного размера с номинальной мощностью от 30 Вт до 50 Вт могут стоить около 5000 долларов.
Но высокопроизводительный волоконный лазер с номинальной мощностью более 1 кВт будет стоить от 40 000 долларов.
Маломощный диодный лазер (5 Вт — 6 Вт) сравнительно очень дешев, его начальная цена составляет около 299 долларов.
Эти недорогие диодные лазеры — отличный выбор для начинающих и энтузиастов, которые хотят исследовать и начать делать интересные проекты своими руками с помощью лазерных резаков и граверов.
Однако мощный диодный лазер с номинальной мощностью более 1 кВт появился на рынке довольно недавно и может стоить намного дороже, чем волоконный лазер аналогичного калибра.
Эксплуатационные расходы
По сравнению с CO2-лазером волоконные лазеры более эффективны и имеют сравнительно более низкие эксплуатационные расходы.
Но диодные лазеры предлагают КПД около 45%, что намного лучше, чем 35% КПД волоконных лазеров.
Это снижает средние эксплуатационные расходы диодных лазеров, делая их более экономичными, чем волоконные лазеры.
Обслуживание
Волоконные лазеры являются твердотельными лазерами и известны низкими требованиями к обслуживанию, поскольку в них нет движущихся частей или зеркал.
Но одно поврежденное оптическое волокно иногда может привести к замене всего лазерного модуля, что может быть очень дорого.
Диодные лазеры также являются твердотельными лазерами и, следовательно, требуют меньшего обслуживания.
Кроме того, поскольку в диодных лазерах не используется оптоволоконная оптика, это также исключает риск повреждения оптоволоконного кабеля.
Единственным риском для диодного лазера является перегрев лазерного модуля, который устраняется специальной системой охлаждения, такой как простой охлаждающий вентилятор.
Заключительные мысли — волоконный лазер против диодного лазера
Хотя последние разработки позволили достичь высокой выходной мощности диодного лазера, существует не так много доступных мощных диодных лазерных резаков.
Технология также является относительно новой, что затрудняет получение предсказуемого результата, особенно при работе с толстыми металлическими листами.
С другой стороны, на рынке легко доступны высокомощные волоконные лазеры.
Поскольку волоконные лазеры существуют уже давно, они являются более проверенной и надежной технологией.
Тем не менее, маломощный диодный лазер — отличный выбор для новичка или домашнего мастера, поскольку он легко доступен по доступной цене и может гравировать различные материалы.
Эти маломощные диодные лазерные граверы также могут выполнять разумную резку тонких материалов с использованием многопроходной техники.
