5 Arten von Lasern im Vergleich | MachineMFG

5 Arten von Lasern im Vergleich

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Laser sind eine wesentliche Komponente in modernen Laserbearbeitungssystemen.

Mit den Fortschritten in der Laserbearbeitungstechnologie entwickeln sich auch die Laser selbst weiter, was zur Entstehung neuer Typen führt.

Ursprünglich wurden für die Bearbeitung hauptsächlich Hochleistungslaser mit CO2 Gaslaser und lampengepumpte YAG-Festkörperlaser.

Der Schwerpunkt der Entwicklung hat sich von der Erhöhung der Laserleistung zur Verbesserung der Strahlqualität, sobald die Leistungsanforderungen erfüllt sind.

Die Entwicklung von Halbleiterlasern, Faserlasern und Scheibenlasern hat zu bedeutenden Fortschritten in Bereichen wie der Lasermaterialbearbeitung, der medizinischen Behandlung, der Luft- und Raumfahrt und der Automobilherstellung geführt.

Die fünf auf dem Markt am weitesten verbreiteten Laser sind CO2 Laser, Nd:YAG-Laser, Halbleiterlaser, Scheibenlaser und Faserlaser. Können Sie Informationen über deren Eigenschaften und Anwendungsbereiche geben?

CO2 Laser

Anwendung: 

Die Wellenlänge eines CO2 Laser liegt bei 10,6 Mikrometern und hat eine geringe Absorption bei metallischen Materialien.

Es wird in der Regel zum Schneiden von nichtmetallische Werkstoffe und Schweißen metallischer Werkstoffe.

Seine Anwendungen sind weit verbreitet und umfassen das Schweißen in der Luftfahrt, bei elektronischen Instrumenten, im Maschinenbau und in der Automobilindustrie.

Nd:YAG-Laser

Anwendung: 

Nd:YAG-Laser haben einen hohen Absorptionskoeffizienten für Metall und eignen sich daher für Schneid-, Schweiß- und Markierungsanwendungen.

Dank ihrer hohen Energie, ihrer hohen Spitzenleistung, ihrer kompakten Bauweise, ihrer Langlebigkeit und ihrer zuverlässigen Leistung werden sie in vielen Branchen eingesetzt, z. B. im Verteidigungssektor, in der medizinischen Behandlung und in der wissenschaftlichen Forschung.

SHalbleiterlaser

Anwendung: aufgrund der hohen Gleichförmigkeit des Laserstrahls und der geringen Eindringtiefe ist der Halbleiterlaser nicht zum Schneiden von Metall geeignet, aber seine Spot-Eigenschaften sind für Metall geeignet Oberflächenbehandlungwie z.B. Verkleidung, Härten, 3D-Druck, usw.

Es kann in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizin und in der Automobilindustrie eingesetzt werden.

Disk-Laser

Anwendung: Scheibenlaser ist eine räumliche optische Pfadkopplungsstruktur, so dass die Strahlqualität sehr hoch ist

Der Laser ist geeignet für Anwendungen mit Lasermaterialien wie Metall schneidenSchweißen, Markieren, Plattieren, Härten und 3D-Druck.

Es findet breite Anwendung in der Automobilherstellung, der Luft- und Raumfahrt, im Präzisionsmaschinenbau und in der 3C-Elektronikindustrie.

Faserlaser

Anwendung: Aufgrund der hohen elektro-optischen Umwandlungseffizienz, des guten Metallabsorptionskoeffizienten und der hohen Strahlqualität kann der Faserlaser zum Schneiden, Schweißen und Markieren von Metallen verwendet werden, Metalloberfläche Behandlungsanwendungen.

Die Lasertechnologie wird in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, dem Automobilbau, der 3C-Elektronik und der Medizintechnik in großem Umfang eingesetzt.

Um das am besten geeignete Laserprodukt zu bestimmen, müssen jedoch die Leistung und die Anwendung jedes einzelnen Produkts berücksichtigt werden Lasertyp.

Nachstehend finden Sie eine Tabelle mit den Eigenschaften und Anwendungen der fünf genannten Lasertypen.

Laser-TypNd:YAG-Laser CO2 LaserFaserlaserHalbleiterlaser Scheibenlaser
Laser-Wellenlänge (μm)1.0-1.110.61. 0-1.10.9-1.01.0-1.1
Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung3%-5%10%35%-40%70%-80%30%
Ausgangsleistung (kw)1-31-200.5-200.5-101-20
Qualität der Strahlen156<2.510<2.5
Fokussierung der LeistungDer Divergenzwinkel des Strahls ist groß, es ist schwierig, eine einzige Mode zu erhalten, der fokussierte Punkt ist groß und die Leistungsdichte ist gering.Der Divergenzwinkel des Strahls ist klein, die Basisschicht ist leicht zu erhalten, der fokussierte Punkt ist klein und die Leistungsdichte ist hoch.Kleiner Strahldivergenzwinkel, kleiner Spot nach der Fokussierung, gute Singlemode- und Multimode-Strahlqualität, hohe Spitzenleistung und hohe LeistungsdichteDer Divergenzwinkel des Strahls ist groß, der fokussierte Punkt ist groß und die Gleichmäßigkeit des Punktes ist gutDer Divergenzwinkel des Strahls ist klein, der fokussierte Punkt ist klein, und die Leistungsdichte ist hoch
SchneideigenschaftenSchlechte, geringe SchnittleistungIm Allgemeinen ist es nicht zum Schneiden geeignet metallische Werkstoffe. Beim Schneiden von nicht-metallischen Werkstoffen ist die Schnittstärke groß und die Schnittgeschwindigkeit schnellEs ist im Allgemeinen für das Schneiden von Metallwerkstoffen mit hoher Schnittgeschwindigkeit geeignet und kann sich an das Schneiden von Platten mit unterschiedlicher Dicke, hoher Effizienz und großer Schnittstärke anpassen.Aufgrund des gleichmäßigen Lichtflecks und der schlechten Strahldurchdringung ist es nicht für Schneidanwendungen geeignet und MetalloberflächenbehandlungEs ist im Allgemeinen für das Schneiden von Metallwerkstoffen geeignet, mit hoher Schnittgeschwindigkeit, und kann sich an das Schneiden von Platten mit unterschiedlicher Dicke anpassen
Schweißtechnische EigenschaftenEs ist geeignet für Punktschweißen, dreidimensionale Laserschweißen und Schweißen von hochreflektierenden MaterialienEs ist geeignet für Laserstrahlhartlöten und hochreflektierendes MaterialschweißenEs ist zum Punktschweißen geeignet, HartlötenLaserverbundschweißen, Laser-Scanning-Schweißen und hochreflektierendes MaterialschweißenEs eignet sich zum Hartlöten und Verbundschweißen, Laserstrahl-Auftragschweißen Schweißen, Goldraum-Oberflächenbehandlung und Schweißen von hochreflektierenden MaterialienEs ist geeignet für Laser PunktschweißenLöten, Verbundschweißen, Laser-Scanning-Schweißen und Schweißen von hochreflektierenden Materialien
Art des VerarbeitungsmaterialsKupfer, AluminiumNicht bearbeitbares hochinvertiertes MaterialMaterial mit hoher InversionMaterial mit hoher InversionMaterial mit hoher Inversion
Absorptionsvermögen von Metallen35%12%35%35%35%
BandKleinMaximumKompakt und kompaktKleinKlein
Wartungszyklus300 Stunden1000-2000 StundenKeine Wartung erforderlichKeine Wartung erforderlichKeine Wartung erforderlich
Relative BetriebskostenHochHochNiedrigallgemeinhoch
Übertragbarkeit der VerarbeitungGute Flexibilität und AnpassungsfähigkeitUnbequem zu bewegenGute Flexibilität und FlexibilitätGute Flexibilität und AnpassungsfähigkeitGute Flexibilität, starke Anpassungsfähigkeit, aber empfindlich gegenüber Erdbeben
Technologiegebrauchtgebrauchtneuesteneuneu
Nutzungsdauer>300 Stunden>2000 Stunden>100000 Stunden>15000 Stunden>100000 Stunden

Leistungs- und Anwendungsvergleich

Halbleiterlaser haben im Vergleich zu herkömmlichen CO2-Lasern und YAG-Festkörperlasern eindeutige technische Vorteile, wie z. B. ihre geringe Größe, ihr geringes Gewicht, ihre hohe Effizienz, ihr niedriger Energieverbrauch, ihre lange Lebensdauer und ihre hohe Metallabsorption.

Mit den kontinuierlichen Fortschritten in der Halbleiterlasertechnologie wachsen auch andere Festkörperlaser auf Halbleiterbasis, wie Faserlaser, Faser-Halbleiterlaser mit Direktausgang und Scheibenlaser, rasch.

Faserlaser, insbesondere mit seltenen Erden dotierte Faserlaser, haben ein rasantes Wachstum erlebt und werden in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. in der faseroptischen Kommunikation, der Sensorik und der Lasermaterialbearbeitung.

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