CO2-Laser vs. Faserlaser vs. UV-Laser – Was ist der Unterschied?

Wie funktionieren Faserlasergravierer?

Wenn ein Faserlaser auf ein Objekt trifft, verdampft er das Oberflächenmaterial, um tieferes Material freizulegen, das im Wesentlichen durch chemische und physikalische Veränderungen „geschnitzt“ wird. Diese Änderungen werden durch die im Zielbereich reagierende Lichtenergie (Photonen) verursacht.

Faserlaser besitzen eine hohe elektro-optische Umwandlungseffizienz, was für den Laien bedeutet, dass sie (im Vergleich zu CO2) mehr Energie in Licht umwandeln. In der Praxis bedeutet dies, dass Faserlasersysteme weniger Energie benötigen, um auf ein Material einzuwirken, was zu einem niedrigen Stromverbrauch für ein Faserlasermarkierungsgerät führt.

Sie arbeiten mit einer Wellenlänge von 1.064 nm und sind sehr gut für Metalle geeignet, können aber auch mit einer viel breiteren Palette von Materialien arbeiten. Aus diesem Grund sind sie die häufigste Wahl für Rückverfolgbarkeitsmarken wie Barcodes, QR-Codes und Text. Darüber hinaus wird ihre Verwendung für andere Grafiken für Dinge wie personalisierte Artikel, Schalter, Telefone und Schmuck von Tag zu Tag beliebter.

Arten von Faserlasern

Es gibt zwei gängige Arten von Faserlasern, die von Herstellern angeboten werden. Wir bieten beide Arten an, um das Budget des Benutzers zu erfüllen. Der Hauptunterschied zwischen diesen Technologietypen ist die Vielfalt der Impulsbreite und Frequenz.

Q-Switched

Dies war früher die am häufigsten vorkommende Art von Faserlaserquelle, sie ist auch die billigste. Sie sind typischerweise nicht so effizient und besitzen auch keinen so breiten Bereich von Pulsmodulationen. Dies bedeutet wiederum, dass sie weniger flexibel als ein MOPA-Laser sind und viel anfälliger für die Verformung verschiedener Materialien sind.

MOPA

Ein MOPA-Laser ist viel flexibler, sie sind weitaus beliebter und weit verbreitet, aber nicht alle MOPA-Systeme sind gleich. Gute MOPA-Systeme verfügen über eine breite Palette von Impulsbreiten- und Frequenzeinstellungen, die für mehr Materialien geeignet sind und nach korrekter Einrichtung weniger anfällig für unerwünschte Verformungen sind. Wie bereits erwähnt, sind MOPA-Laserquellen jedoch an sich sehr unterschiedlich, wobei sich sowohl die Qualität als auch die Modulationsvielseitigkeit von Hersteller zu Hersteller unterscheiden. Bedauerlicherweise gibt es mittlerweile viele MOPA-Systeme auf dem Markt mit nur einer oder zwei Pulsbreiten und PRF0. Diese werden als geeignet für Metall vermarktet, sind aber nicht besonders effektiv dafür, da man realistischerweise mehr als 5 Pulsbreiten benötigt, um effizient zu arbeiten (unsere eigenen OEM-Systeme haben 17).

Alle Faserlaser von Lotus Laser Systems arbeiten mit der MOPA-Technologie und sind in der Lage, Pulse von sehr kurzer Dauer (und daher mit niedrigeren Pulsenergien) zu erzeugen, wodurch die auf das Material einwirkende Wärme reduziert wird. Diese Verringerung der wärmebeeinflussten Zone (HAZ) bietet Vorteile beim Markieren von Metall und Kunststoff, wie z. B. weniger Verbrennungen an den Kanten und eine homogenere, kontrastreichere Markierung.

Wie funktionieren CO2-Laserschneider -gravierer?

CO2-Laser verwenden, wie der Name schon sagt, ein gasförmiges Verstärkungsmedium, das mittels zweier Methoden angeregt werden kann, entweder durch Gleichstrom (DC) oder
Hochfrequenz (RF) Stromversorgungen. Lotus Laser Systems konzentriert sich aus einer Vielzahl von Gründen auf letzteres, wenn es um Markierungsanwendungen geht. Um nur einige zu nennen: RF-CO2-Laser sind kleiner, haben eine höhere Leistungsstabilität, arbeiten mit niedrigeren Spannungen und haben eine höhere Lebensdauer als die DC-Variante.
In Bezug auf die Leistung profitieren die Benutzer von der schnelleren Reaktionszeit und der feinen Einstellung der Ausgangsleistung bei der Markierung von Materialien, werden aber möglicherweise durch den größeren Fleck, der sich aus der Wellenlänge von 10600 nm ergibt, eingeschränkt.

RF-CO2-Laser können hohe Ausgangsleistungen erreichen, benötigen aber oft eine Flüssigkeitskühlung, um eine thermische Verzerrung des Laserresonators zu verhindern. Lotus Laser Systems liefert einen passenden industriellen Kaltwassersatz, so dass das Lasersystem sofort nach der Installation betriebsbereit ist.

FORMATE

Plotter (Plotterlaser)

Ein Plottersystem ist ein Bewegungssystem, das normalerweise mehrere Stepper oder Servos, Schienen und Riemen enthält. Daran angeschlossen ist eine Reihe von 3 oder 4 Spiegeln, die den Strahl durch Ablenkung an einen Fokuswagen liefern, der normalerweise eine einschichtige plankonvexe Linse enthält.

Während des Betriebs bewegt sich die Linse über den Arbeitsbereich, der normalerweise groß und rechteckig ist, um den fokussierten Laser an das Werkstück zu liefern.

Versiegelt (Galvo Laser)

Dies ist eine versiegelte Einheit, die normalerweise 2 Spiegel enthält, die an Galvanometern angebracht sind. Der Strahl wird durch eine feste Linse fokussiert, die als F-Theta-Linse bekannt ist und eine Wellenlänge von 1 um aufweist. Der Arbeitsbereich wird durch die Eigenschaften der Linse eingeschränkt und ist normalerweise recht klein und kreisförmig. Technisch ist dies als Strahlablenkungslaser bekannt.

TECHNOLOGIEN

DC CO2 Laser

Dies sind die häufigsten Lasertypen in Herstellersystemen, da sie relativ kostengünstig sind. Obwohl sie effektiv sind, sind sie langsamer als HF-Systeme. Darüber hinaus nimmt die Laserleistung allmählich ab und sie haben eine kürzere Lebensdauer (obwohl die Hersteller möglicherweise 10.000 Stunden angeben, gilt dies nur bei Verwendung mit niedriger Leistung).

HF-CO2-Lasersysteme

RF-Systeme mögen zwar teurer sein, doch die Vorteile überwiegen oft die Kosten. Wir entscheiden uns für diese Technologie in vielen unserer Maschinen, damit sie mit viel höheren Geschwindigkeiten arbeiten können, tatsächlich sind unsere Systeme in der Regel mehr als doppelt so schnell wie andere Hersteller. Im Gegensatz zu Gleichstrom bleibt die Leistung des Lasers über seine Lebensdauer praktisch konstant. Darüber hinaus kann die Qualität der Strahlabgabe und die Lebenserwartung bei über 20.000 Stunden liegen (fast 8 Jahre Einschichtbetrieb), so dass CO2-Laserschneider ein “No-Brainer” sind.