Moderna lasermaskiner för metallbearbetning bygger i de flesta fall på fiberteknik. CO2 dominerade länge marknaden och finns kvar i många maskinparker, men nyinvesteringar går i dag främst åt fiberhållet.

De två teknikerna vilar på olika principer. Skillnaden ligger i hur ljuset skapas, vilken våglängd det får och hur det leds fram till arbetsstycket.

Hur ljuset skapas

I en CO2-laser bildas ljuset i en gasblandning som innehåller koldioxid, kväve och helium. Gasen exciteras elektriskt och avger ljus med en våglängd omkring 10,6 mikrometer.

En fiberlaser skapar i stället ljuset i en optisk fiber som dopats med ytterbium. Våglängden hamnar runt 1,06 mikrometer, alltså ungefär en tiondel av CO2-laserns.

Den skillnaden i våglängd får konsekvenser som går långt utöver det tekniska. Den påverkar vilka material som kan bearbetas, hur ljuset transporteras och hur mycket underhåll maskinen kräver.

Absorption i metall

Metaller absorberar den kortare våglängden betydligt bättre. Det innebär att en fiberlaser omvandlar en större del av tillförd energi till faktisk skärning när materialet är stål, rostfritt eller aluminium.

Skillnaden blir särskilt tydlig i reflekterande material. Aluminium, koppar och mässing var svårbearbetade med CO2, medan fiberlaser hanterar dem betydligt bättre. Vissa äldre CO2-anläggningar hade till och med begränsningar mot att skära koppar, eftersom reflexer riskerade att skada optiken.

I tunn plåt ger den bättre absorptionen också högre skärhastighet vid samma effekt. Vid grövre material minskar skillnaden, och där kan CO2 fortfarande ge en jämn snittyta.

Hur ljuset leds fram

CO2-laserns ljus kan inte transporteras i vanlig glasfiber. I stället används ett system av speglar som leder strålen från resonatorn till skärhuvudet.

Speglarna behöver justeras och hållas rena, och systemet är känsligt för vibrationer och temperaturvariationer. Det är en av de större underhållsposterna på en CO2-anläggning.

Fiberlaserns ljus leds i en böjlig optisk kabel. Det tar bort hela spegelsystemet, vilket förenklar både konstruktionen och det löpande underhållet samtidigt som maskinen blir mindre känslig för rörelser i golvet.

Verkningsgrad och drift

Fiberlasrar har väsentligt högre elektrisk verkningsgrad än CO2. En större andel av den tillförda elenergin blir laserljus, vilket sänker både elförbrukningen och kylbehovet.

Förbrukning och underhåll

CO2-tekniken kräver lasergas som förbrukas under drift. Resonatorn innehåller också komponenter som behöver bytas med jämna mellanrum, exempelvis turbinlager i vissa konstruktioner.

En fiberkälla har inga rörliga delar i själva ljusgenereringen och förbrukar ingen lasergas. Skärgas behövs fortfarande, men det gäller båda teknikerna.

Material som talar för CO2

CO2-laserns längre våglängd absorberas bra av icke-metalliska material. Trä, akryl, textil, papper och vissa plaster bearbetas väl med CO2 men sämre eller inte alls med fiberlaser.

Det är förklaringen till att CO2 fortfarande används ofta inom skyltproduktion, möbeltillverkning och andra verksamheter som arbetar med organiska material. För verkstäder som enbart bearbetar metall är den fördelen irrelevant.

Snittkvalitet i grövre gods

I grövre material har CO2 historiskt haft ett rykte om jämnare snittyta. Skillnaden har minskat i takt med att fiberlasrar fått högre effekt och mer utvecklade skärhuvuden.

För en verkstad som regelbundet skär i de övre tjockleksintervallen kan det ändå vara värt att provskära i det aktuella materialet innan beslut fattas, eftersom resultatet beror på både maskin och inställningar.

Vad det betyder vid en investering

För metallbearbetning pekar det mesta mot fiberlaser i dag. Lägre driftskostnad, mindre underhåll, bättre hantering av reflekterande material och högre hastighet i tunn plåt väger tungt.

Den som har en fungerande CO2-anläggning har däremot sällan anledning att byta enbart av tekniska skäl. Avgörande blir i stället vilka material som ska bearbetas, hur driftskostnaderna ser ut och vad underhållet faktiskt kostar i tid och pengar.

Om Saluco

Saluco är helhetsleverantör av maskiner, verktyg och service till plåtindustrin och ventilationsföretag. Lasermaskinerna i sortimentet är fiberlasrar från Penta Laser, Savika och Metallkraft.