Выбор страны/региона и языка

Преимущества волоконных лазеров TRUMPF

Что такое волоконный лазер? В каких областях он используется? И какие материалы можно обрабатывать с помощью волоконных лазеров? На этой странице вы можете подробнее узнать о различных типах волоконных лазеров и их преимуществах при выполнении ваших производственных задач.

Польза и преимущества волоконных лазеров

Универсальность для разнообразных областей применения

Волоконные лазеры используются почти во всех областях, таких как аэрокосмическая промышленность, автомобильная промышленности, включая электромобили, стоматология, электроника, изготовление драгоценностей, медицина, наука, полупроводники, сенсорная техника, солнечная энергия и другие.

Компактность за счет небольшой площади для установки

Волоконные лазеры компактны и экономят место. Поэтому они идеально подходят для производства, где часто недостаточно места.

Разнообразие материалов

Волоконные лазеры могут обрабатывать различные материалы. Основную часть лазерной обработки составляют металлы (включая конструкционные металлы, нержавеющую сталь, титан и отражающие материалы, такие как алюминий или медь), но также обрабатываются синтетические материалы, керамика, кремний, текстиль.

Экономичность

Волоконные лазеры идеально подходят для снижения общих затрат и эксплуатационных расходов. Это экономичное решение с хорошим соотношением между ценой и производительностью и очень низкими расходами на техническое обслуживание.

Простота интеграции

Благодаря множеству интерфейсов волоконные лазеры TRUMPF можно быстро и просто интегрировать в ваши станки и установки. Мы всегда к вашим услугам как партнер, производитель изначальной комплектации или поставщик комплексного решения (лазеры, оптика, система сенсорных датчиков и обслуживание).

Энергоэффективность

Волоконные лазеры отличаются высокой эффективностью и потребляют меньше тока, чем обычные производственные станки. Это минимизирует последствия для экологии и сокращает эксплуатационные расходы.

Как работает волоконный лазер?

Каждый лазер состоит из трех основных элементов: источника излучения, усиливающей среды и резонатора. Источник излучения использует подающуюся извне энергию, чтобы перевести усиливающую среду в возбужденное состояние. Это возбужденное состояние активной среды обозначается как инверсия населенностей, которая позволяет среде усиливать свет посредством физического процесса. Это называется вынужденным излучением и было впервые описано Альбертом Эйнштейном (лазер = «усиление света посредством вынужденного излучения»). Волоконная брэгговская решетка внутри волокна выполняет функцию зеркала вокруг усиливающей среды и формирует оптический резонатор, который не только улавливает оптическую энергию для последующего усиления внутри резонатора, но и обеспечивает выход определенной части оптической энергии в определенном направлении через полупрозрачное зеркало. Эта вышедшая часть оптической энергии является лучом лазера, который может использоваться для различных целей.

В компании TRUMPF используется собственная схема для ввода света из диодов лазера накачки в активную среду усиливающих волокон. В схеме, обозначаемой как GT-Wave (см. график), поддерживается связь между волокном накачки по всей его длине в несколько метров и усиливающим волокном. Часть света накачки входит в усиливающее волокно каждый раз, когда лучи, претерпевшие внутреннее отражение, попадают на поверхность раздела. Если эти лучи пересекают ядро, легированное редкоземельными элементами (иттербий), они частично абсорбируются и возбуждают усиливающую среду. Таким образом, весь свет накачки равномерно и непрерывно абсорбируется по всей длине усиливающего волокна. Преимущество этой схемы является простое масштабирование при высокой мощности лазера с добавлением дополнительных модулей накачки. Еще одной сильной стороной этой схемы является предотвращение появления «горячих пятен» на выходных торцах усиливающего волокна из обычных конечных схем накачки, а также равномерный усиливающий профиль за счет осаждения энергии накачки по всей длине усиливающего волокна.

Таким образом, волоконный лазер — это тип лазера, который использует волокна, легированные редкоземельными элементами (эрбий, тулий, иттербий и т. д.) в качестве активной рабочей среды. Это отличает волоконный лазер от других имеющихся на рынке типов лазеров, где активная среда представляет собой кристалл (например, дисковый лазер) или газ (например, углекислотный лазер).

Волоконные лазеры обеспечивают абсолютную эффективность, точную скорость и мощность посредством управления длиной луча, продолжительностью, интенсивностью и отдачей тепла.

Купите волоконный лазер — откройте для себя все наши волоконные лазеры

Познакомьтесь со всем ассортиментом волоконных лазеров TRUMPF и усовершенствуйте ваши производственные процессы.

К изделию

Какие материалы можно обрабатывать с помощью волоконных лазеров?

Волоконные лазеры отлично подходят для обработки многих материалов и гарантируют надежность благодаря многолетнему промышленному использованию. Волоконные лазеры широко используются, например, при обработке металлов. При этом тип металла играет второстепенную роль. Волоконные лазеры используются для обработки конструкционной стали, нержавеющей стали, титана, железа или никеля, а также отражающих металлов, таких как алюминий, латунь, медь, или благородных металлов (серебро и золото). Кроме того, они хорошо работают с материалами с анодированными и лакированными поверхностями. Волоконные лазеры, в особенности короткоимпульсные лазеры, также используются при обработке кремния, драгоценных камней (включая бриллианты), синтетических материалов, полимеров, керамики, композитных материалов, тонких слоев, кирпича и бетона.

Какой волоконный лазер купить?

Для начала важно понимать разницу между типами волоконных лазеров, которые предлагает компания TRUMPF. Мы предлагаем импульсные волоконные лазеры, волоконные лазеры непрерывной генерации (Continous Wave = CW), а также ультракороткоимпульсные лазеры. Импульсные волоконные лазеры передают луч лазера посредством импульса. При этом вы можете управлять длительностью отдельных импульсов в диапазоне от наносекунд до микросекунд. Лазеры непрерывной генерации выдают непрерывный луч лазера, при этом дают возможность модулировать мощность излучения в диапазоне частот до кГц. Лазер непрерывной генерации больше сконцентрирован на мощности и высоком выходном излучении, поэтому его чаще всего используют в промышленных условиях. Импульсный волоконный лазер предпочитают лазеру непрерывной генерации тогда, когда нужно достичь пиковой мощности внутри короткого импульса. Помимо этого, микролазеры имеют длительность импульса короче одной пикосекунды. Импульсы длятся до 350 фс (фемтосекунд).

Стандартные области применения волоконных лазеров

Волоконные лазеры подходят для многих областей в сфере производства. Для некоторых областей применения в тяжелой промышленности, где требуются в основном эффективность и скорость, идеальным решением является волоконный лазер непрерывной генерации, который не требует или почти не требует технического обслуживания или ремонта. Таким образом, лазеры непрерывной генерации лучше всего подходят для лазерного сверления, лазерной резки и лазерной сварки. Если вам необходима особая резка сложной формы, оптимальным инструментом для вас является импульсный волоконный лазер.

Лазерная сварка

Лазерная сварка обозначает процесс соединения как одинаковых, так и разных материалов материалов путем сваривания. Лазерная сварка оправдана с точки зрения качества и затрат. Таким образом, лазерную сварку можно использовать для многих материалов разной толщины — начиная с толстых стальных пластин, термоэлектрических генераторов и батарей и заканчивая швами для производства медицинских изделий.

Крышка багажника, изготовленная методом лазерной резки
Лазерная резка

Лазерная резка — это метод, при котором материал разрезается с помощью луча лазера. Он может использоваться для мелких и тонких материалов или для материалов, толщина которых намного больше (например, листы). Процесс включает в себя использование сфокусированного луча лазера (например, импульсного или с непрерывной генерацией), что позволяет разрезать множество различных материалов с высокой точностью.

3D-печать

Аддитивное производство — это процесс создания 3D-заготовки путем нанесения материала слой за слоем. Часто это также называют 3D-печатью. С помощью 3D-принтера и компьютерного программного обеспечения можно создавать сложные формы. Технология аддитивного производства существует уже более 30 лет, но только в последние годы эта технология широко используется в промышленности благодаря ее универсальности и превосходной рентабельности. Волоконный лазер часто используется как источник излучения внутри системы 3D-печати.

Удаление лака с помощью лазеров серии TruMicro 7000
Лазерное снятие слоев

Под лазерным снятием слоев понимают процесс точного снятия слоев с помощью лазера. Тип снимаемого материала играет при этом второстепенную роль, поскольку лазер может удалить множество материалов (начиная с твердых металлов и керамики и заканчивая промышленными соединениями). Снятие слоев часто используется при производстве электронных устройств (например, полупроводников и микропроцессоров). Огромным преимуществом этого метода является то, что снятие материала выполняется с особой точностью. Снятие выполняется за один шаг; это является важным преимуществом, поскольку распространенные методы, такие как травление, подразумевают несколько шагов. Таким образом, лазерное снятие слоев, как правило, является менее затратной и более экологичной технологией по сравнению с распространенными методами (например, струйная чистка сухим льдом), поскольку при этом не используются растворители и химикаты.

Laser cleaning with the laser
Лазерная очистка

При лазерной очистке с поверхности материала лазером удаляются отложения или загрязнения (например, металлы, углерод, кремний и резина). Существует два метода лазерной очистки: в одном случае снятие слоя на поверхности материала, в другом — снятие всего верхнего слоя материала.

К преимуществам лазерного снятия слоев относятся повышенная экологичность (поскольку не используются химикаты или растворители, а выбросы — минимальны), пониженный износ подложки и очистка микрокомпонентов (в частности, электронных элементов).

Микроотверстия
Лазерное сверление

Лазерное сверление — это бесконтактный метод для создания отверстий в материале, основанный на повторяющейся пульсация луча лазера в определенной зоне. Материал слой за слоем испаряется и расплавляется, пока не образуется просверленное отверстие. Этот процесс различается в зависимости от толщины материала, количества необходимых отверстий и размера (ширина и глубина) этих отверстий.

Основные преимущества сверления волоконным лазером: исключение контактного износа и загрязнений, высокая точность повторения, работа со множеством материалов, точное сверление отверстий различной формы и размера, простая интеграция в производственные процессы и быстрая настройка с помощью меньшего количества необходимых инструментов.

Изменение цвета синтетического материала при помощи TruMark серии 5000
Нанесение надписей лазером

При нанесении надписей лазером маркировка наносится с помощью интенсивного пульсирующего луча лазера непосредственно на поверхность. Взаимодействие луча лазера с поверхностью детали приводит к изменению материала, что, в свою очередь, ведет к видимому изменению цвета, структурированию или маркированию. При нанесении надписей лазером также могут использоваться самые разные материалы. Таким образом, текстовую маркировку лазером можно нанести не только на любые металлы, но и накерамику, синтетические материалы, светодиоды, резину, графитовые композитные материалы и т. д.

Лазерное гравирование

При лазерном гравировании снимается часть материала, чтобы оставить видимые следы гравирования. Процесс гравирования выполняется лучом лазера, который снимает материал, чтобы нанести изображение, при этом лазер работает как резец и срезает выбранные зоны материала. Изображение наносится на объект под поверхностью. Глубина зависит от времени выдержки, импульса энергии и количества проходов, а также от типа материала.

Сравнение волоконного лазера и углекислотного лазера

В следующем разделе сравниваются волоконные лазеры и углекислотные лазеры. Волоконные лазеры представляют собой новый тип лазеров, доступный на мировом рынке. Волоконные лазеры не имеют подвижных частей или зеркал, отличаются пониженными затратами на техническое обслуживание, эффективно расходуют электроэнергию, хорошо работают как с тонкими, так и с более плотными и отражающими металлами. Углекислотные лазеры сегодня используются в основном для обработки неметаллических материалов, таких как синтетические материалы, текстиль, стекло, акрил, дерево и даже камень. Они имеют преимущества при обработке более плотных материалов (обычно толщиной более 5 мм) и работают на прямой линии быстрее, чем волоконные лазеры.

Купите волоконный лазер — откройте для себя все наши волоконные лазеры

Познакомьтесь со всем ассортиментом волоконных лазеров TRUMPF и усовершенствуйте ваши производственные процессы.

К изделию

Это может быть вам интересно

Технологическая схема импульсных лазеров TRUMPF
Пульсирующие лазеры

Короткие, энергоемкие импульсы высокой мощности делают пульсирующие лазеры TRUMPF идеальным выбором для точечной и шовной сварки почти любых металлов.

Лазер коротких и сверхкоротких импульсов

Лазеры коротких и сверхкоротких импульсов TRUMPF — идеальный инструмент для любых видов микрообработки: резка, сверление, снятие слоев и структурирование.

Контакты
Сервисное обслуживание и контакты