القطع بالليزر الليفي فائق الطاقة بالليزر: الأساسيات التي يجب أن تعرفها

Pإعادة الوجه

إن ليزر الألياف الضوئية فائق الطاقة قادر على تحقيق قطع سريع وعالي الجودة للصفائح السميكة، والذي يتضمن استخدام الهواء كغاز مساعد لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ، ويوفر العديد من المزايا مقارنة بطرق القطع الأخرى.

على مدى السنوات القليلة الماضية، تم اعتماد ليزر الألياف الليزرية فائقة الطاقة (UHP)، التي تتراوح طاقتها من 10 كيلوواط إلى 40 كيلوواط، بسرعة في سوق القطع، ومن المتوقع أن تستمر طاقة الليزر القصوى لتطبيقات القطع في الزيادة.

في هذه المقالة، سنعرض تأثيرات تطبيقات القطع ضمن نطاق الطاقة هذا ونناقش العوامل الرئيسية التي تدفع تطبيق ليزر الألياف الليزرية فائقة الطاقة، بما في ذلك مزايا الإنتاجية الكبيرة والتحسينات في جودة القطع والقدرة على قطع المواد الأكثر سمكًا، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 230 مم عند 40 كيلو وات.

لأغراض هذه المقالة، تُعرَّف أشعة الليزر فائقة الطاقة بأنها تلك التي تزيد طاقتها عن 10 كيلوواط، والتي تتيح طرق معالجة جديدة يمكن أن توسع القطع بالليزر في أسواق جديدة. وتتمثل إحدى هذه الطرق في استخدام الهواء كغاز مساعد لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ بسماكة تصل إلى 50 مم، مما يؤدي إلى سرعات قطع أسرع من الطاقة العالية تصل إلى 4 أضعاف القطع بالبلازما.

توضح نتائج التطبيق أن أشعة الليزر فائقة الطاقة تعمل على تحويل عملية قطع الفولاذ المقاوم للصدأ من خلال استخدام القطع الهوائي تقنية القطع بالنيتروجين والأكسجين بدلاً من تقنية القطع بالنيتروجين والأكسجين، مما ينتج عنه قطع عالي الجودة وعالي السرعة وفعال من حيث التكلفة.

اتجاه التنمية خلال 6 سنوات: الحد الأقصى طاقة الليزر لتطبيقات القطع

الشكل 1: نمو الطاقة القصوى لليزر الليفي المستخدم في معدات القطع منذ عام 2016

ظهرت تقنية القطع بالليزر منذ أكثر من 50 عامًا، ومنذ ذلك الحين شهدت تطورًا سريعًا. وفي سبعينيات القرن العشرين، طُرحت أول ماكينة قطع بالليزر التجارية، والتي استخدمها أوائل من استخدموها في الإنتاج الضخم.

بحلول الثمانينيات القطع بالليزر CO2 على نطاق واسع، وفي أواخر التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم إدخال ليزر الألياف الضوئية عالية الطاقة. وفي نهاية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأ تطوير أجهزة الليزر الضوئية من فئة الكيلوواط القطع بالليزر الليفي جعلت الماكينات القطع بالليزر تقنية تصنيع سائدة من تطبيقات صغيرة الحجم.

تحتل ماكينات القطع بليزر الألياف مكانة هامة في مجال المعادن قطع الألواح بالليزر في السوق نظرًا لسهولة دمجها، وموثوقيتها، وانخفاض تكاليف الصيانة والتشغيل، وارتفاع ناتج القطع، وجدوى توسيع الطاقة.

في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين وأوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، شهد سوق القطع بالليزر نموًا في اتجاهين. الاتجاه الأول يغطي الطرف منخفض الطاقة في السوق، مع زيادة حادة في الطلب على آلات القطع بقدرة 1-3 كيلوواط مع انخفاض التكاليف الرأسمالية للمعدات.

أما الاتجاه الثاني فهو في سوق الطاقة العالية النهائية، مما يؤدي أيضًا إلى زيادة الطلب على أشعة الليزر فائقة الطاقة. ويُعزى ذلك إلى الإنتاجية العالية والقدرات التقنية التي توفرها أجهزة الليزر فائقة الطاقة بنسبة عالية من حيث التكلفة والأداء. وقد شهد مجال القطع بالليزر "تحولاً غير مسبوق في الطاقة"، وهو أمر لا مثيل له في تصنيع الصفائح المعدنية عمليات الفترة نفسها.

من خلال معارض المعالجة والتصنيع، يمكننا أن نرى أن الطاقة القصوى لماكينات القطع بالليزر المعروضة قد زادت من 6 كيلوواط في عام 2015 إلى 40 كيلوواط في عام 2022، بزيادة قدرها 7 مرات تقريبًا (انظر الشكل 1). في السنوات الثلاث الماضية وحدها، ارتفعت الطاقة القصوى لمعدات الليزر من 15 كيلو وات إلى 40 كيلو وات، بزيادة حادة قدرها 2.5 مرة!

لماذا هذا هو الوقت المناسب؟

قبل ظهور الاتجاه نحو القطع فائق الطاقة، كانت أجهزة ليزر الألياف الليزرية الموثوقة عالية الطاقة متاحة بالفعل منذ بضع سنوات. وفي وقت مبكر من عام 2013، تم طرح ليزر الألياف الصناعية التي تبلغ طاقتها 100 كيلوواط.

ومع ذلك، لم ينخفض سعر الكيلوواط من الليزر بسرعة إلا في السنوات الأخيرة فقط، مما أدى إلى انخفاض عتبة القطع بالليزر فائق الطاقة. وساهم في هذا الاتجاه أيضًا تطوير رؤوس القطع القادرة على تحمل طاقة الليزر العالية في بيئات القطع القاسية.

علاوة على ذلك، تتحسن باستمرار قاعدة بيانات القطع التي يمكن أن تتكيف مع معدات القطع فائقة الطاقة، مما يوفر قدرات قطع أكثر دقة.

اختبار القطع

يستخدم هذا الاختبار ليزر الألياف الليزرية IPG 40kW YLS-40000 وIPG 30kW YLS-30000-ECO2 عالي كفاءة التحويل الكهروضوئي الكهربائي، إلى جانب قطر قلب ليفي 100 ميكرومتر ورأس القطع IPGCut-HP، لتقييم سرعة القطع وجودة المعادن المختلفة.

على حد علمنا، تمثل طاقة الليزر بقدرة 40 كيلو وات وقطر قلب الليف 100 ميكرومتر أعلى طاقة ليزر متاحة من ضوء القطع بالليزر المصدر.

لقد اخترنا نواة ليفية قطرها 100 ميكرومتر لأنها توفر سرعة قطع أسرع 10-25% من نواة ليفية قطرها 150 ميكرومتر.

قطع الفولاذ الكربوني بالهواء كغاز مساعد
سرعة القطع مقابل قوة الليزر

الشكل 2: رسم تخطيطي لسرعة القطع وقوة القطع بالهواء الخالي من خبث الصلب الكربوني

سرعة قطع أسرع

توضح التجارب التي أجريناها أن سرعة القطع بالليزر تزداد مع زيادة متوسط القدرة (حتى 40 كيلوواط) لجميع المعادن المختبرة، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والألومنيوم.

يصور الشكل 2 العلاقة بين سرعة القطع وقوة الليزر للفولاذ الكربوني عيار 6-40 مم بالهواء، بين 12 كيلو وات و40 كيلو وات. يزداد معدل النمو مع زيادة سُمك المعدن.

على سبيل المثال، عند قطع الفولاذ الكربوني بسمك 12 مم، تكون سرعة القطع بقدرة 40 كيلو وات أسرع 280% من سرعة القطع بقدرة 15 كيلو وات (مع زيادة 270%). ينتج عن قطع الفولاذ الكربوني بسُمك 20 مم باستخدام 40 كيلو وات سرعة قطع أسرع 420% من سرعة القطع بقدرة 15 كيلو وات. ينتج عن قطع الفولاذ الكربوني بسمك 30 مم مع زيادة 33% في الطاقة، من 30 كيلوواط إلى 40 كيلوواط، زيادة في سرعة القطع بمقدار 66%.

وبالتالي، يمكن لأشعة الليزر فائقة الطاقة ذات مستويات طاقة أعلى أن تزيد من كفاءة أشعة الليزر السميكة قطع الألواح. ومع ذلك، لتقصير دورة الإنتاج بشكل كبير من خلال الاستفادة من سرعة القطع الأسرع التي يوفرها الليزر فائق الطاقة، من الضروري قطع قطع العمل، خاصةً القطع الرقيقة منها، بتسارع عالٍ.

في السنوات الأخيرة، زاد الحد الأقصى لتسارع ماكينات القطع بالليزر من 1G إلى 3G لاستيعاب طاقة ليزر أعلى. في السوق الراقية، يمكن أن يصل تسارع ماكينات القطع بالليزر فائقة الطاقة إلى 6G على الأكثر، ويضمن تصميمها الميكانيكي عدم وجود انحراف ملحوظ في مسار القطع.

تقليل تكلفة معالجة أجزاء الوحدة وتحقيق عائد سريع على الاستثمار

بالمقارنة بخيارات الطاقة المنخفضة، فإن القطع بالليزر فائق الطاقة يقلل بشكل كبير من تكلفة معالجة أجزاء الوحدة، مما يؤدي إلى عائد أسرع على الاستثمار وربحية أعلى.

في القطع بالليزر، تنشأ تكلفة المعالجة بشكل أساسي من استهلاك الغاز، والذي يزداد عادةً مع زيادة سُمك المكوّن. ومع ذلك، فإن القطع بالليزر فائق الطاقة يتطلب نفس ضغط الغاز وحجم الفوهة أو أقل من القطع بالليزر منخفض الطاقة. تكون سرعة القطع بالليزر فائق الطاقة أسرع، مما يقلل من وقت القطع من أجزاء الوحدة وتقلل من استهلاك الغاز بشكل كبير.

على سبيل المثال، يمكن لليزر بقدرة 30 كيلوواط قطع جزء نموذجي من الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 16 مم في نصف دورة إنتاج ليزر بقدرة 15 كيلوواط، مما يقلل من استهلاك الغاز بمقدار النصف.

بينما يزيد استهلاك طاقة الليزر والمبردات عادةً بشكل خطي مع طاقة الليزر، يظل استهلاك الطاقة الأخرى للقاطع كما هو. ولذلك، فإن زيادة طاقة الليزر تقلل من تكلفة الطاقة الإجمالية لكل مكون. ومع التطوير المستمر لتقنية IPG، أصبحت كفاءة التحويل الكهربائي البصري لليزر الليفي عالي الطاقة أكثر من 50%، مما يؤدي إلى مزيد من التوفير في الطاقة.

يمكن لليزر فائق الطاقة أيضًا توفير استخدام الغاز. يمكن استخدام هواء عالي الضغط لقطع الفولاذ الكربوني السميك بسرعة وبدون خبث، وتجنب النيتروجين الأكثر تكلفة أو سرعة القطع الأبطأ للأكسجين. كما تسمح الطاقة العالية جدًا أيضًا بتقليل ضغط الهواء المطلوب للقطع الخالي من الخبث في القطع بالنيتروجين والهواء.

فعلى سبيل المثال، يتطلب استخدام ليزر بقوة 20 كيلو وات أو أعلى لقطع الفولاذ الكربوني بسمك 20 مم ضغط هواء يتراوح بين 10 و12 بارًا فقط، بينما يتطلب ليزر بقوة 15 كيلو وات أكثر من 16 بارًا. ويساعد هذا الانخفاض الكبير في الضغط على تقليل استهلاك الغاز ويبسط مواصفات معدات توليد الغاز.

تبلغ الكفاءة الإنتاجية لمعدات القطع بالليزر عالية الطاقة ضعف كفاءة معدات القطع بالليزر منخفضة الطاقة، في حين أن سعر المعدات ليس ضعف ذلك. وذلك لأن التكلفة لكل كيلووات تنخفض مع زيادة طاقة الليزر. يتم تضمين تكلفة معدات الليزر عالية الطاقة في التكلفة الإجمالية للمعدات، مما يدل على نمو هامشي مقارنة بمعدات الليزر منخفضة الطاقة.

لذلك ، يمكن لآلة القطع بالليزر فائقة الطاقة أن تحقق ضعف كفاءة الإنتاج من خلال طاقة ليزر أعلى ، في حين أن تكلفة المعدات زادت فقط بنسبة 30-40%. نظرًا للتحسن الكبير في كفاءة الإنتاج، يمكن لمعدات الطاقة الفائقة الطاقة أن تحل محل العديد من المعدات منخفضة الطاقة، مما يقلل من مساحة الأرضية والمشغلين وتجهيز المنشأة.

ولضمان كفاءة الإنتاج، فإن الطاقة الفائقة للغاية آلة القطع بالليزر الليفي تتطلب موثوقية أعلى لمصدر الليزر ورأس القطع. يعد خرج الطاقة المستقر وجودة الشعاع ضروريين من أجل ليزر الألياف الضوئية المصدر، والذي يتأثر بجودة الثنائيات والمكونات والتكامل البصري. يجب أن يتحمل رأس القطع فائق الطاقة طاقة الليزر العالية، وغاز الضغط العالي، والغبار، وحرارة المعالجة، والتسارع العالي لتحقيق معالجة مستقرة وموثوقة.

• يحدد مقياس الإنتاج المتطلبات.
• المعدات ضرورية لضغط الهواء وتصفية الرطوبة والزيت.
• يستخدم القطع بالأكسجين ضغطًا منخفضًا (عادةً ما يتراوح بين 5-20 رطل لكل بوصة مربعة) وفوهة صغيرة.
• يتطلب القطع بالنيتروجين ضغطًا عاليًا وفوهة كبيرة.
• القطع بالهواء كمورد مجاني.
• يجب أخذ مستوى الأكسدة وسماكة جلد الأكسيد في الاعتبار.

نظام معالجة جديد لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ

يمكن قطع الصلب الكربوني بالأكسجين أو النيتروجين أو الهواء كغاز مساعد.

وفي حين أن القطع بالأكسجين فعال في قطع الفولاذ الكربوني السميك باستخدام طاقة ليزر أقل بسبب طاقة الأكسدة الإضافية، فإن سرعة القطع لا تتناسب طرديًا مع طاقة الليزر. وهذا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض كفاءة الإنتاج.

من ناحية أخرى، تتناسب سرعة القطع للقطع الهوائي للفولاذ الكربوني مع الطاقة طرديًا (راجع الشكل 2).

على سبيل المثال، بالنسبة للفولاذ الكربوني عيار 16 مم، تظل سرعة القطع بالأكسجين عند حوالي 2 م/دقيقة عندما تكون الطاقة بين 10 كيلوواط و30 كيلوواط، في حين أن سرعة القطع بالهواء أعلى من 9 م/دقيقة عند 30 كيلوواط، مما يجعلها أسرع 4.5 مرات من سرعة القطع بالأكسجين.

بالنسبة للسماكات التي تتطلب القطع باستخدام الأكسجين فقط بطاقة وسرعة أقل، تتوفر الآن أجهزة الليزر فائقة الطاقة والهواء للمعالجة، وهي أسرع بعدة مرات وتنتج تشطيبات ذات جودة أفضل.

ومع ذلك، بالنسبة للقطع بالليزر منخفض الطاقة، يمكن أن يؤدي القطع بالهواء إلى تعليق الخبث الذي قد يكون من الصعب إزالته وينتج عنه جودة سطح رديئة.

ويكتسب تطوير هذا المخطط المبتكر والفعال للمعالجة فائقة الطاقة والفعالية شعبية بين الصناعات مثل تصنيع معدات البناء والصناعات الثقيلة، والتي تتطلب قدرًا كبيرًا من معالجة الألواح السميكة.

سوف نناقش تاريخ تطور ومزايا القطع بالليزر الليزري الليفي فائق الطاقة. وسنواصل في العدد القادم عرض المزيد من المزايا التنافسية للقطع بالليزر فائق الطاقة من خلال دراسات حالة فعلية.

الشكل 4. قطع الفولاذ المقاوم للصدأ السميك جدًا في وضع النبض باستخدامقاطع ليزر عالي الطاقة

(أ) طاقة 30 كيلوواط، نيتروجين يقطع الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 70 مم;
(ب) قوة 40 كيلو وات، قطع هوائي من الفولاذ الكربوني بسمك 230 مم.

تحسين سمك ومخرجات وجودة قطع الصفائح المعدنية

تشير نتائج الاختبار إلى أنه مع زيادة طاقة الليزر فائقة الطاقة تزداد قدرة القطع بالليزر فائق الطاقة، تزداد أيضًا قدرة القطع بالسماكة. على سبيل المثال، في الشكل 4، يظهر في الشكل 4، قطع الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 70 مم باستخدام النيتروجين عند 30 كيلوواط والفولاذ الكربوني بسمك 230 مم بالهواء عند 40 كيلوواط في وضع القطع بالنبض.

الشكل 5 القطع بأقصى سرعة في الوضع المستمر

(أ) يُستخدم ليزر IPG بقدرة 40 كيلو وات YLS لقطع الفولاذ الكربوني بسمك 28 مم عبر الهواء بسرعة 4.5 متر/الدقيقة (177 ipm).

(ب) يُستخدم ليزر IPG 40kW YLS لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ بسُمك 40 مم هوائيًا بسرعة 2.3 متر/الدقيقة (90 ipm).

(ج) يُستخدم ليزر IPG 30kW YLS-ECO، عند دمجه مع النيتروجين، لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 3-25 مم مقاطع الصلب.

(د) قطع الفولاذ الكربوني بسمك 30 مم بطاقة 15 كيلو وات وأكسجين.

في وضع القطع بالسرعة الكاملة للموجة المستمرة (CW)، يتم استخدام هواء خالٍ من الخبث بقدرة 20 كيلوواط لقطع الفولاذ الكربوني بسمك 20 مم، وهواء خالٍ من الخبث بقدرة 40 كيلوواط لقطع الفولاذ الكربوني بسمك 30 مم، وهواء خالٍ من الخبث بقدرة 40 كيلوواط لقطع الفولاذ الكربوني بسمك 40 مم (انظر الشكلين 2 و5أ في القسم السابق).

عندما قطع الفولاذ المقاوم للصدأ، فإن تحقيق تأثير خالٍ من الخبث أسهل، وبالتالي فإن سمك القطع الحدّي يكون أكثر سمكًا من سمك الفولاذ الكربوني (انظر الشكل 5 ب والشكل 5 ج).

بالنسبة للقطع المستمر بالنيتروجين والهواء، لا يمكن تحقيق قطع خالٍ من الخبث وسطح قطع جيد إلا في حدود سمك معين تحت أي طاقة معينة. إذا تجاوز سمكًا معينًا، يجب استخدام القطع النبضي (وهو أبطأ من القطع المستمر) لتحقيق جودة مقبولة؛ وإلا يجب زيادة طاقة الليزر.

وبوجه عام، تعني سرعة القطع الأقل من 2 م/دقيقة أن طاقة الليزر في الوضع المستمر غير كافية لتحقيق أفضل جودة قطع.

بالنسبة لقطع الفولاذ الكربوني بالأكسجين، على افتراض أن سطح القطع أملس، فإن زيادة الطاقة ستزيد من سمك القطع الحدّي. على سبيل المثال، يبلغ سمك القطع الحدّي 4 كيلوواط حوالي 6-8 مم، بينما يبلغ سمك القطع الحدّي 15 كيلوواط 30 مم.

يُظهر الشكل 5د عينة من الفولاذ الكربوني بسمك 30 مم مقطوعة بقدرة 15 كيلو وات.

ثقب أسرع وأنظف

يمكن أن يؤدي استخدام الطاقة القصوى لليزر فائق الطاقة في وضع النبض إلى ثقب المعادن السميكة بسرعة مع الحد الأدنى من التناثر.

يتم تقليل زمن الثقب للفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 16 مم بشكل كبير من أكثر من ثانية واحدة عند 6 كيلوواط إلى 0.5 ثانية عند 10 كيلوواط، و0.1 ثانية عند 20 كيلوواط.

في التطبيقات العملية، يعتبر زمن التثقيب الذي يقل عن 0.1 ثانية أو يساوي 0.1 ثانية بشكل عام "لحظيًا".

تزيد قوة الذروة الأعلى من نسبة العمق إلى العرض للحوض المنصهر، مما يتيح سد أسرع للمواد الأكثر سمكًا مع ذوبان عرضي أقل.

كما أن تقليل الذوبان العرضي يقلل من تناثر السوائل على السطح العلوي.

القدرة التنافسية للقطع بالليزر فائق القدرة بالليزر

خلال السنوات الست الماضية، ساهمت العديد من التطورات التكنولوجية في تحسين أداء القطع بالليزر. وتشمل هذه التطورات ما يلي:

• اختيار مجموعة متنوعة من الألياف البصرية الموازية أو متعددة النواة لتحديد حجم البقعة البؤرية المطلوبة;
• تنفيذ عوارض دوارة عالية السرعة يمكنها تحسين كفاءة المعالجة وجودة بعض المعادن;
• استخدام أشعة الليزر المستمر عالي الطاقة العالية الذروة من أجل ثقب/قطع معقد أسرع وأنظف؛ و
• استخدام أشعة الليزر فائقة الطاقة.

بينما تختلف احتياجات الصناعات المختلفة، إلا أن جميع التقنيات التمكينية تستخدم في مجالات محددة. ومع ذلك، فإن القطع بالليزر فائق الطاقة هو اتجاه تكنولوجي رائد يعزز تحسين أداء القطع بالليزر.

ويمكن التحقق من ذلك من خلال الاستخدام الواسع النطاق لليزر فائق الطاقة في آلات القطع بالليزر العالمية. ومع زيادة التعرض لأشعة الليزر فائقة الطاقة، اكتشف مهندسو التطبيقات فوائد متعددة من حيث الإنتاج والجودة، تتجاوز تلك التي تتيحها تكنولوجيا الليزر ذات الطاقة الليزرية المنخفضة مع تعقيد أقل.

تتمتع ماكينات الليزر فائقة الطاقة بمزايا كبيرة في سمك القطع والجودة وفعالية التكلفة في قطع الألواح السميكة، خاصة عند مستويات طاقة 15 كيلو وات وأعلى. وهي أكثر تنافسية من ماكينات القطع بالبلازما ذات التيار العالي.

وقد أظهرت اختبارات المقارنة أنه بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ الذي يصل سمكه إلى 50 مم، فإن ليزر الألياف الليفية بقدرة 20 كيلو وات أسرع بمقدار 1.5 إلى 2.5 مرة من قاطع البلازما عالي الكثافة (300 أمبير).

قراءة ذات صلة: القطع بالليزر مقابل القطع بالبلازما: شرح الاختلافات

بالنسبة للفولاذ الكربوني، يكون القطع الذي يصل سمكه إلى 15 مم أكثر من الضعف، كما يتضح من الأدلة التجريبية.

ووفقًا للحسابات، فإن التكلفة الإجمالية لقطع كل متر من الفولاذ الكربوني بسمك 15 مم باستخدام الليزر بقدرة 20 كيلو وات أقل مرتين تقريبًا من استخدام البلازما.

بالمقارنة مع البلازما عالية الطاقة، فإن استخدام الليزر بقدرة 40 كيلو وات لقطع مقاطع الفولاذ المقاوم للصدأ التي يتراوح سمكها بين 12-50 مم أسرع بثلاث إلى أربع مرات، بينما يكون قطع مقاطع الفولاذ منخفض الكربون التي يتراوح سمكها بين 12-30 مم أسرع بثلاث إلى خمس مرات، مما يؤدي إلى اختلافات إنتاجية أكبر بكثير.

ليزر عالي الطاقة للغاية

وبالمقارنة مع الليزر منخفض الطاقة وعمليات القطع الأخرى، مثل القطع بالبلازما، فإن القوة الدافعة الأساسية وراء الليزر فائق الطاقة هي زيادة الإنتاجية وخفض تكاليف القطع لكل مكون.

يؤدي استخدام الليزر فائق الطاقة إلى تحقيق مكاسب في السرعة توفر للمصنعين وفورات في الحجم. على سبيل المثال، تؤدي زيادة الطاقة من 30 كيلوواط إلى 40 كيلوواط إلى زيادة في السرعة بمقدار 331 تيرابايت في السرعة و661 تيرابايت في سرعة القطع.

يمكن لأشعة الليزر فائقة الطاقة تحقيق قطع هوائي عالي الجودة وسريع للفولاذ الكربوني باستخدام الهواء، وهو أكثر فائدة من القطع البطيء بالأكسجين والقطع بالنيتروجين المكلف. في اختباراتنا، كان استخدام الهواء بقدرة 40 كيلو وات لقطع الفولاذ الكربوني حتى سمك 50 مم أسرع بثلاث إلى أربع مرات من استخدام البلازما عالية الطاقة.

يجعل الليزر فائق الطاقة القطع بالليزر أكثر تنافسية في العديد من الجوانب الأخرى. ويمكنه زيادة سُمك القطع وجودته (يمكن قطع مواد يصل سمكها إلى 230 مم)، وتقليل أو إلغاء تكاليف المعالجة اللاحقة (مما يقلل من تعليق الخبث)، وتقليل مساحة الأرضية وتكاليف المنشأة، وتقليل متطلبات العمالة، وتحسين جودة الثقب والإنتاج.

مع التحسين المستمر لطاقة الليزر فائقة الطاقة وكفاءة الطاقة ستصبح هذه المزايا أكثر وضوحًا، مما يعزز قدرتها على التكيف بسرعة واقتصاديًا مع تطبيقات القطع في مختلف الصناعات.