Fiber Lasersnijder verkoop & Service

Wat is het verschil tussen een CO2 en fiber laser

De wereld van het lasersnijden staat niet stil. Met de opkomst van de fiberlaser als een goedkope lasersnij optie, vragen veel plaatbewerkers zich af of ze moeten overschakelen naar deze nieuwe techniek.

Op dit moment zijn er 3 soorten lasersnijmachines op de markt voor industrieel gebruik. De CO2 laser, de Nd:YAG-laser en de fiberlaser, waarbij die laatste als de opvolger van dee Nd:YAG laseren beschouwt mag worden. Het verschil tussen deze drie opties zit voornamelijk bij de laserbron die ze gebruiken. Welke is de beste keuze voor jou? Is de nieuwe fiber laser technologie iets om over na te denken?

De fiberlaser heeft zo zijn voordelen ten opzichte van de CO2-lasersnijtechnologie. Een hoge snijsnelheid en lager energieverbruik maakt dit een interessante optie om te bekijken. Maar in de praktijk blijkt het toch vooral van de toepassing af te hangen of je hier ook effectief een beter resultaat mee bereikt.

Daarnaast zijn er nog heel veel andere aspecten om mee rekening te houden. Kosten, onderhoud, verbruik, etc…

In dit artikel gaan we dan ook uit de doeken doen wat nu juist het verschil is tussen een fiber- en CO2 laser en voor welke toepassingen ze het meest geschikt zijn. We hopen je te helpen om een passende machine te vinden voor jou noden.

Werking

De CO2 en fiber technologie werken op verschillende manieren die fundamenteel verschillen. De technologie is uiteraard heel complex, maar zonder te technische te gaan kunnen we je wel de verschillen in werking meegeven.

CO2-laser

Een CO2-laser kan je eigenlijk vergelijken met een TL-buis. Elektriciteit word door een buis gestuurd met een koolstofdioxide, stikstof, waterstof en helium gasmengsel. Hierdoor worden de stikstof molecules gestimuleerd en neemt hun energie toe. Ze gaan met andere woorden vibreren. Dit stimuleert vervolgens ook de koolstofdioxide molecules in het mengels.

Om licht te produceren moeten deze moleculen hun energie loslaten. Dit gebeurt wanneer ze in contact komen met de helium atomen.

Deze buis is omgeven door spiegels en deze zorgen ervoor dat het geproduceerde licht in intensiteit toeneemt wanneer het heen en weer door de buis weerkaatst. Op het einde van de buis staat een spiegel die maar deels reflecteerd. Wanneer de intensiteit van het licht hoog genoeg is om doorgelaten te worden, heb je een laserstraal geproduceerd.

Naast stikstof is het ook mogelijk om een gasmengsel op basis van zuurstuf te gebruiken. Met zuurstof kunnen grotere diktes worden gesneden, maar er ontstaat een oxidehuid op het snijvlak en die kan afbreken. Met stikstof krijg je een schoon snijvlak, maar het is minder glad en er kan braamvorming ontstaan.

De krachtigste CO2 lasermachines ter wereld hebben vermogens voorbij de 1000W. Degene die gebruikt worden als snijtoepassingen hebben meestal een vermogen tussen de 25 en de 100W.

Fiber-laser

Fiber lasermachines produceren licht met laser diodes en gebruiken een glasvezelkabel om een laser te produceren. Glasvezel (ook wel optic fiber genoemd) zorgt voor de naam van dit type laser.

Een laser diode bestaat uit 2 semi geleiders die anders geladen zijn. De eerste is positief geladen, hij heeft een extra electron nodig. De tweede is negatief geladen, wat wil zeggen dat hij een electron op overschot heeft. Wanneer de positieve en negatieve ladingen mekaar ontmoeten wordt dit vrij electron losgelaten als foton en in een glasvezelkabel gestuurd.

De glasvezelkabel bestaat uit twee componenten, namelijk een vezelkern en het omhulsel. Het licht wordt door de vezelkern getransporteerd, maar omdat het licht is, wil het uiteraard alle kanten uit gaan. Het omhulsel is echter reflecterend en zal het licht binnen de vezelkern houden.

Vervolgens wordt dit licht in een laserholte verder versterkt en wordt er een laserstraam gevormd.

Formaat

De basis harware van fiber lasermachine is kleiner dan CO2-lasers. Het licht wordt geproduceerd door electronische componenten en verplaatst via een glasvezelkabel. Er zijn dus minder grote onderdelen aan dan bij een machine waar we met gasmengels moeten werken.

Dat wil echter niet zeggen dat de machine ook minder ruimte inneemt in jou gebouw. De grootte van het apparaat word natuurlijk ook bepaald door de grootte van de materialen die je wil bewerken. Een fiberlasersysteem heeft geen beperking in bereik aangezien de lengte van de glasvezelkabel niet zoveel invloed heeft op het systeem. Er is dus geen beperking in de grootte van de snijtafel.

Bij de CO2-lasers word de lichtstraal gestuurd met spiegels, hierdoor is er een beperking in de afstand dat een spiegel geplaatst moet worden. De grootte van de snijtafel is dus beperkt.

Lasersnijder plaatstaal

Voor welke toepassing moet de laser dienen?

Er zijn heel veel manieren waarop laser machines kunnen ingezet worden en heel wat producten die ermee vervaardigd worden. Van markeren en snijden van materialen tot optische en medische toepassingen. In de industrie gaat het echter voornamelijk over het bewerken van materialen.

De materiaaltypes die met een laser gesneden kunnen worden zijn zeer divers. En niet elk lasertype is geschikt voor elk materiaal. Elke laser heeft namelijk een golflengte waarop hij functioneert. Bij een fiberlaser gaat het over ongeveer over 1 micrometer. Bij CO2-lasers is de golflengte 10x groter. Dit zorgt ervoor dat de absorptiecoëfficient van beide apparaten heel anders is.

En die absorptiecoëfficient is wel degelijk waar het allemaal om draait als we spreken over de geschiktheid voor bepaalde materialen. Een laser kan je eigenlijk bekijken als een geconcentreerde bundel licht. Net zoals bij gewoon zichtbaar licht, zijn sommige materialen meer dooschijnend dan andere. Als het materiaal weinig licht absorbeerd bij een bepaalde golflengte, zal er ook weinig interactie zijn tussen lichtbundel en materiaal.

Een CO2-laserstraal die je door glas stuurt, zal door het glas bijna volledig worden opgenomen. Terwijl een fiberlaserstraal er ongehinderd door gaat. Daarom kan een CO2-laser glas graveren, maar een fiberlaser niet. Voor organische materialen zoals leer, stof, acryl, hout, steen etc… is de CO2-lasermachine daarom altijd de beste optie. De fiberlaser is hier niet voor geschikt.

Metalen daarentegen zijn zeer reflecterend. De meeste golflengtes hebben weinig absoptie. De golflengte van een fiberlaser zit echter in het infraroodgebied. De absorptie is daarom wel groter dan bij een CO2-laser.

In beide gevallen is er om metalen zoals RVS, aluminium, messing of staal te snijden een zeer groot vermogen nodig. Ook hier is de fiberlaser in het voordeel. Voor dunne plaat is een fiberlaser niet alleen sneller, maar ligt het elektrisch rendement vele malen hoger.

Dikker plaatwerk werd de laatste jaren nog voornamelijk met de CO2-laser gedaan. Dat gaf nog steeds het beste resultaat. Ze hebben snellere piercingstijden en een gladder snijoppervlak bij dikkere materialen. Maar ook hier is de fiberlaser in een opmars bezig. De technologie is in korte tijd enorm verbeterd. Ondertussen kan je met vermogens van 20 kW tot 80mm dik snijden. Terwijl diezelfde toepassing tot 120 kW kan verbruiken bij een CO2-laser.

CO2-lasers zijn daarentegen dan weer ideaal voor plastics. Wil je PVC-buizen, elektronische componenten of bouwmaterialen markeren zijn ze zeer geschikt. Voor permanente markeringen zoals serienummers of barcodes zijn fiber lasers dan weer meer geschikt. De brandpuntsdiameter is bij fiber lasers een pak kleiner. Hierdoor kan je haarscherp laser graveren.

Er is ook een groeiende markt voor het verwijderen van verf, roest en andere verontreinigingen waarvoor fiber lasers steeds meer gebruikt worden. En ook bij het snijden van folie is een fiber laser aangewezen. Door de snellere pulstijden heeft de folie namelijk geen tijd om te vervormen wat bij lasers met hogere vermogens wel zou gebeuren.

Het is dus een kwestie van het juiste gereedschap voor de juiste job. Ben je benieuwd wat het beste past bij jou toepassing? Bodor geeft je graag advies!

Lasersnijder snijd metaal

Uw bottom line

Naast de techniek en de vele mogelijkheden van beide types, is er natuurlijk nog iets wat telt bij uw keuze. Namelijk, wat gaat dit allemaal betekenen voor mijn bottom line.

Aankoopkost

Voor de aankoop van een fiber lasersysteem hangt veel af van de toepassing en het vermogen van de machine. De aankoopprijs begint bij 40 000 euro, maar kan oplopen tot 1 000 000 euro.

De kosten van CO2 lasers zijn doorgaans lager dan die van fiber lasers. Die ligt gewoonlijk tussen de 35 000 en 80 000 euro. Ook hier is het vermogen (gewoonlijk tussen de 20 en 150W) een grote invloed.

De aankoopprijs is echter niet de enige kosten die deze systemen met zich meenemen. De gebruikskosten zijn zeer verschillend.

Bedrijfskosten

Fiber lasers zijn aanzienlijk zuiniger dan CO2 lasers als het op stroomverbruik aankomt. CO2 lasers hebben een veel hoger vermogen nodig. Een gedetailleerde vergelijking maken is moeilijk. Veel hangt af van de grootte van het systeem en de toepassing waar je het voor gaat gebruiken.

We kunnen je wel meegeven dat een fiber laser een pak minder energie gaat verbruiken voor dezelfde resultaten te behalen. Neem nu bijvoorbeeld dat we een materiaaldikte tot 5 mm gaan snijden aan dezelfde snelheid met een 1.5 KW fiberlasersnijmachine. Om ditzelfde werk te doen aan dezelfde snelheid hebben we een 3KW CO2-lasersnijmachine nodig.

De bedrijfskosten van een fiberlaser liggen dus beduidend lager.

Snelheid

De fiber laser is een sneller apparaat. Maar het is belangrijk dat je je daardoor niet laat vangen! De snijsnelheid is maar een deeltje van het verhaal. Er zijn namelijk nog factoren zoals het afremmen en accelereren van de machine die een invloed hebben op de productie snelheid. Daarnaast zijn er ook kwaliteitsverschillen.

Eerst en vooral moet je je de vraag stellen hoe complex de stukken zijn die je wil gaan bewerken. Snij je veel rechte lijnen en simpele contouren is de fiberlaser beduidend sneller. Hoe complexer het stuk echter wordt hoe kleiner de verschillen worden. Dan wordt de productiesnelheid niet alleen bepaald door de snijsnelheid, maar ook door de snijversnelling. Voor zeer complexe stukken kan een CO2-laser de race wel eens winnen.

Voor dikkere materialen te snijden wordt de kwaliteit ook steeds meer een factor. Bij een fiberlaser wordt het snijvlak namelijk ruwer naargelang de dikte toeneemt. Ook in het maken van het startgat zijn CO2-lasers beduidend sneller bij grotere materiaaldiktes.

Het is dus belangrijk om te kijken naar jou toepassing en je goed te informeren specifiek naar jou werking toe.

Onderhoud

Bij de onderhoudskost kunnen we er moeilijk rond. Een fiber laser heeft amper onderhoud nodig. CO2-lasersnijmachines hebben een gasmengsel nodig om te functioneren. Dit leidt tot een bepaalde vervuiling van het systeem en dat moet dus regelmatig worden schoongemaakt.

Daarnaast zijn er ook geen spiegels en lensen die niet alleen schoongemaakt, maar ook uitgelijnt moeten worden. Een fiber laser heeft geen kalibratie nodig.

Hierdoor heeft een fiber laser daarnaast ook een veel langere levensduur. Kies je voor een CO2 machine ga je met deze kostenpost serieus rekening moeten houden! Fiberlasers hebben hier een serieus punt voor.

Lasersnijder snijd metalen vormen

Het verschil tussen de CO2 en fiber laser, de conclusie

Eenvoudig samengevat kun je het volgende stellen:

Als jou toepassing geschikt is voor een fiber laser is dit jou aan te raden optie. Vooral bij simpelere werkstukken is het systeem sneller en is de productie daarom hoger. De onderhoudskosten vallen zogoed als weg, de bedrijfskosten zijn beduidend lager en de levensdier is langer. Hierdoor geeft een fiber laser op termijn serieuze fincanciële voordelen.

Maak je hele complexe stukken, hangt er veel af van details of doe je aan prototyping, dan is een CO2 laser interessanter wegens de lage opstartkosten.

Fiber lasers zijn nog relatief nieuw en zullen de komende jaren alleen maar beter worden. Dus moest een fiber laser momenteel nog niet aan jou noden voldoen. Hou deze markt dan zeker in het oog naar de toekomst toe!