SỰ KHÁC NHAU LASER FIBER VÀ LASER CO2

Laser là một nguồn năng lượng mới trong ngành gia công các loại vật liệu. Mặc dù năm 1960 người ta mới bắt đầu nghiên cứu ứng dụng laser trong công nghệ gia công kim loại và các vật liệu khác. Nhưng nhờ có nhiều ưu việt nên nó nhanh chóng được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống.

laser fiber và laser CO2 đều là những công nghệ gia công cắt kim loại tốt nhất hiện nay

Công nghệ Laser là phương pháp tiên tiến nhất, đang được ứng dụng rộng rãi trong gia công kim loại

Cắt bằng laser là một quy trình cắt bằng nhiệt để gia công cắt kim loại và các vật liệu khác như nhựa, gỗ, kính… thành các chi tiết và hình dạng theo mong muốn. Ngày nay có hai nguồn laser chủ yếu là laser sợi quang và laser khí. Hay còn gọi là laser fiber và laser CO2. Mỗi loại laser có ưu nhược điểm riêng biệt và phù hợp với nhiều loại vật liệu khác nhau.

Tuy nhiên về cơ bản thì cả hai loại laser này đều có những ưu điểm vượt trội như:

Độ chính xác cao, khả năng cắt nhanh. Có thể gia công với những chi tiết nhỏ, có sự phức tạp cao. Và cắt được trên mọi phương hướng.

Gia công được trên nhiều vật liệu khác nhau từ kim loại đến phi kim với kích thước đa dạng từ mỏng đến dày.

Thời gian cắt nhanh chóng

Đường cắt mịn, sắc nét, không có răng cưa. Thành phẩm mang tính thẩm mỹ cao mà không cần các bước gia công phụ trợ.

Không gây ô nhiễm tiếng ồn, ô nhiễm môi trường.

Laser CO2 là laser khí với hỗn hợp khí CO2 được nạp vào trong ống điện để làm chất xúc tác sản sinh tia laser. Khi các điện cực bị gia tăng điện áp, trong ống điện sẽ sinh ra nguồn điện phát quang. Làm cho các thể khí giải phóng ra tia laser. Đến khi năng lượng của tia laser đủ lớn sẽ hình thành nên chùm laser với các bước sóng là 9.3 μm, 10.2 μm hoặc 10.6µm. Có thể dễ dàng cắt, khắc, nung chảy hoặc đốt cháy vật liệu, kim loại…

Laser CO2 có thể được coi là công nghệ cắt laser truyền thống

Laser CO2

Là laser thể khí có bước sóng dao động trong khoảng rộng, từ tử ngoại đến hồng ngoại. Vì thế công nghệ laser CO2 phù hợp với các máy cắt gia công đa năng trên nhiều vật liệu khác nhau. Từ kim loại đến phi kim như nhựa, cao su, giấy, gỗ, thủy tinh… Trong đó:

Bước sóng 9.3μm: Thích hợp cắt, khắc trên nhựa PET, màng phim BOPP…

Bước sóng 10.2μm: Chuyên dùng để khắc trên bề mặt carton, nhựa PVC, PE, PP.

Bước sóng 10.6μm: Là mức năng lượng phù hợp để cắt và khắc nhiều loại vật liệu. Bao gồm: giấy, nhựa, vải, gỗ, thủy tinh, và kim loại đã được xử lý bề mặt.

Đặc điểm của công nghệ cắt laser CO2

Tia laser CO2 có khả năng cắt đa dạng các vật liệu khác nhau. Từ kim loại đến phi kim. Ngoại trừ các kim loại có độ phản quang cao như nhôm đồng và các hợp kim của chúng.

Laser CO2 rất thích hợp trong việt cắt các vật liệu dày từ 5mm trở lên. Với tốc độ cắt nhanh chóng. Đường cắt đẹp, sắc nét.

Chúng thường được ứng dụng trong lĩnh vực may mặc, quảng cáo, giải trí. Chuyên được dùng để cắt vải, gỗ, mika, nhựa hoặc dùng để khắc nhôm, đồng…

Hơn nữa Laser CO2  có hiệu năng cao và có chất lượng tia tốt. Cho nên loại laser này đang là một trong những tia laser được sử dụng nhiều nhất hiện nay.

Được phát triển lên từ Laser thể rắn (solid state laser). Công nghệ Laser Fiber hay còn gọi là laser sợi quang. Đây là sự kết hợp giữa tia laser cùng những nguyên tố đất hiếm như: Neodymium, Erbium, Neodymium, Thulium… Khi có kích thích từ các diode ánh sáng, các nguyên tố đất hiếm này sẽ truyền đi tia sáng qua sợi cáp quang và đi thẳng đến đầu cắt của máy laser. Mà không cần qua các gương phản xạ như đối với laser CO2.

Tuy ra đời sau nhưng laser fiber được thị trường đón nhận và ngày càng trở nên phổ biến. Với bước sóng chỉ 1.064µm, nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của Laser CO2. Laser fiber có hiệu suất cắt cao gấp 2 lần so với laser CO2. Công nghệ này còn cho ra các thành phẩm đẹp. Có độ tương phản rõ nét hơn nhiều lần so với máy laser CO2. Và còn phù hợp để xử lý tất cả các tấm kim loại khác nhau kể cả kim loại màu. Điều mà laser CO2 không làm được.

Laser fiber thường được dùng trong gia công kim loại tấm. Nó thích hợp để cắt kim loại đen và cả các kim loại sáng màu như nhôm, đồng…

Công nghệ cắt này thường được sử dụng để cắt các vật liệu có độ dày thấp dưới 30mm.

Tia laser fiber có đường kính nhỏ nên dễ dàng thực hiện những đường cắt tinh xảo, phức tạp với độ chính xác cao. Vết cắt không bám xỉ, không bavia trên tất cả các vật liệu kim loại.

So sánh ưu nhược điểm của hai công nghệ cắt laser fiber và laser CO2

Sử dụng hoạt chất phát xạ khác nhau, tạo ra các bước sóng và năng lượng khác nhau nên chùm tia laser được tạo ra từ 2 hệ thống này sẽ có các đặc điểm khác nhau. Chính từ sự khác nhau này làm nên tính ứng dụng đặc thù của chúng. Cùng tìm hiểu sâu hơn những khác biệt của hai công nghệ cắt Laser Fiber và CO2 trong bảng này nhé!

            Kim loại: Cắt được tất cả các kim loại. Kể cả kim loại phản xạ ánh sáng như nhôm đồng và các hợp kim của chúng. các hợp kim của chúng. các hợp kim của chúng.

            Phi kim: Không cắt được

            Kim loại: Chỉ cắt được kim loại đen, không cắt được các kim loại phản quang cao như nhôm, đồng thau.

            Phi kim: Khả năng cắt rất tố tất cả các phi kim có độ dày dưới 20mm.

Thường được sử dụng để cắt kim loại tấm mỏng, có độ dày từ 0.8mm đến 30mm. Thích hợp để gia công cắt các việt liệu có độ dày cao từ lên đến 70mm.

Gia công nhanh. Tốc độ cắt các vật liệu mỏng cao hơn. So với các máy Laser CO2 công suất 4KW tương tự thì máy fiber Laser cắt nhanh gấp 2-3 lần khi cắt việt liệu tương tự có độ dày dưới 6 mm. Khi gia công các tấm kim loại mỏng dưới 5mm, tốc độ gia công của máy laser CO2 chậm hơn máy laser fiber cùng công suất từ 2 đến 3 lần.

Laser fiber có bước sóng nhỏ, sẽ cho điểm sáng tập trung nhỏ hơn. Đường cắt chính xác hơn. Hiệu quả công việc cao hơn. Chất lượng xử lý tốt hơn. Đối với các vật liệu dày, máy Laser CO2 sẽ tạo ra bề mặt cắt mượt hơn và đẹp hơn hẳn so với cắt laser fiber

Cả laser khí CO2 và laser sợi quang (fiber) đều là hai loại laser có ứng dụng phổ biến nhất trên thị trường hiện nay. Trong đó laser khí CO2 thích hợp để cắt phi kim và các vật liệu dày, còn laser fiber chuyên dùng để đánh dấu và cắt khắc kim loại.

Chỉ xét riêng phân khúc thị trường gia công lớn nhất hiện nay là cắt vật liệu, nếu ví laser CO2 là con ngựa dã chiến của ngành chế tạo kim loại trong hai thập kỷ trước. Thì laser fiber chính là chiếc xe ô tô Vinfast mới xuất hiện trong những năm gần đây nhưng ai cũng muốn sở hữu.

Laser fiber có chi phí vận hành thấp hơn và mang lại tốc độ cắt cao hơn so với laser CO2. Mặc dù ban đầu laser sợi quang chỉ có thể cắt ở tốc độ cao trên các vật liệu mỏng. Nhưng với sự ra đời của các thiết bị phát laser mạnh hơn, các máy laser fiber hiện nay đã và đang thể hiện tốc độ cắt mạnh mẽ ngay cả trong vật liệu dày tới 16 – 30mm.

Điểm đặc biệt nữa là laser sợi quang (fiber) có thể cắt vật liệu phản chiếu chẳng hạn như nhôm, đồng, đồng thau hoặc inox bóng gương… Trong khi laser CO2 rất khó để có thể cắt khắc được. Do đó, laser sợi quang fiber sẽ là xu hướng mới trong gia công kim loại tấm hiện nay.