Blog

Nowoczesna produkcja wymaga narzędzi, które łączą wysoką precyzję, efektywność i niezawodność. Jednym z najbardziej zaawansowanych rozwiązań wykorzystywanych w przemyśle obróbczym jest laser światłowodowy. Technologia ta zrewolucjonizowała procesy cięcia, grawerowania i znakowania, zapewniając szybkość, powtarzalność i relatywnie niskie koszty eksploatacyjne.

Jak działa laser tego typu, czym różni się od innych źródeł, jakie materiały można nim obrabiać i dlaczego coraz więcej firm decyduje się na jego wdrożenie? Odpowiadamy w poniższym artykule.

Na czym polega technologia fiber w laserach przemysłowych?

Technologia fiber (światłowodowa) opiera się na emisji promieniowania laserowego generowanego we włóknie optycznym, które zostało domieszkowane pierwiastkami ziem rzadkich, najczęściej iterbem (Yb). W odróżnieniu od laserów CO₂, gdzie medium aktywnym jest gaz, tutaj wiązka światła powstaje bezpośrednio we włóknie, a następnie jest kierowana do głowicy roboczej.

Różnice między laserem światłowodowym a laserem CO₂:

• laser światłowodowy emituje promieniowanie o długości fali ok. 1064 nm, lepiej pochłanianej przez metale,
• zapewnia znacznie wyższą gęstość mocy przy mniejszym zużyciu energii,
• cechuje się większą trwałością (brak elementów mechanicznych i luster),
• wymaga minimalnej konserwacji i nie zużywa gazów eksploatacyjnych.

Dzięki tym właściwościom technologia fiber zdominowała sektor przemysłowego znakowania i precyzyjnego cięcia metali.

Laser światłowodowy – zasada działania

Laser światłowodowy – zasada działania opiera się na wzmacnianiu światła w specjalnym włóknie optycznym, które działa jak rezonator laserowy. Cały proces można przedstawić w trzech krokach:

1. Generowanie – diody półprzewodnikowe (pompujące) wytwarzają światło, które trafia do włókna aktywnego.
2. Wzmocnienie – światło przechodzi przez rdzeń włókna domieszkowanego iterbem, gdzie zachodzi emisja wymuszona – zjawisko charakterystyczne dla lasera.
3. Transmisja – gotowa wiązka laserowa kierowana jest przez elastyczny przewód światłowodowy do głowicy znakującej lub tnącej.

Zaletą tego rozwiązania jest minimalna utrata energii, duża sprawność konwersji i pełna kontrola nad parametrami wiązki. W rezultacie osiągana jest wysoka jakość obróbki nawet w przypadku detali o skomplikowanej geometrii i właśnie te cechy decydują o tym, jak ceniony jest laser fiber. Zasada działania tego urządzenia zapewnia niezawodność i stabilność procesów technologicznych, nawet przy intensywnej pracy w środowiskach przemysłowych.

Budowa i kluczowe komponenty lasera światłowodowego

Zrozumienie budowy lasera światłowodowego pozwala lepiej ocenić jego możliwości oraz przewagi nad konkurencyjnymi rozwiązaniami. Spójrzmy, jak skonstruowane jest to urządzenie.

Laser światłowodowy – budowa:

• Źródło światła (laser pump) – zazwyczaj zestaw diod laserowych o dużej sprawności energetycznej.
• Włókno aktywne – serce urządzenia, gdzie zachodzi emisja promieniowania. Domieszkowane iterbem włókno zapewnia stabilne i silne wzmocnienie sygnału.
• Układ chłodzenia – zapewnia odpowiednią temperaturę pracy źródła i komponentów optycznych.
• Głowica robocza – wyposażona w układy optyczne (kolimatory, soczewki F-Theta), skanery galvo lub głowice CNC.
• Sterownik / kontroler – odpowiada za programowanie parametrów pracy, wybór wzorów i sekwencji znakowania lub cięcia.

Modułowa budowa pozwala dopasować urządzenie do konkretnych potrzeb – od mobilnych znakowarek, po zintegrowane systemy cięcia w liniach produkcyjnych.

Jakie materiały można obrabiać laserem światłowodowym?

Cięcie laserem światłowodowym jest znane z wysokiej precyzji i czystości krawędzi. Jednak technologia fiber znajduje zastosowanie także w znakowaniu, mikrograwerowaniu i perforacji. 

Najczęściej obrabiane materiały:

• stal węglowa i nierdzewna – precyzyjne cięcie i znakowanie bez odkształceń,
• aluminium i jego stopy – szybka obróbka z minimalnym wpływem cieplnym,
• mosiądz, miedź, tytan – możliwa obróbka z wysoką efektywnością energetyczną,
• złoto, srebro – w przemyśle jubilerskim i elektronicznym,
• tworzywa sztuczne techniczne – znakowanie bez naruszenia struktury.

Oprócz cięcia i znakowania, cięcie laserem światłowodowym stosuje się również do:

• mikroperforacji,
• ablacji powierzchniowej,
• tworzenia kodów QR i Data Matrix,
• oznaczania elementów podlegających identyfikowalności (traceability).

Dlaczego warto wybrać laser światłowodowy?

Wybór technologii laserowej to inwestycja w stabilność, jakość i konkurencyjność. Istnieje mnóstwo powodów, dla których warto zdecydować się na laser światłowodowy:

• wysoka trwałość źródła (nawet 100 000 godzin pracy),
• brak konieczności kalibracji czy wymiany optyki,
• bezobsługowość i niskie zużycie energii,
• wysoka jakość wiązki – cienka linia cięcia, głęboka penetracja materiału,
• możliwość integracji z systemami automatyki i robotyki,
• idealny do pracy ciągłej w środowisku przemysłowym.

Szukasz wydajnego i bezobsługowego rozwiązania do znakowania lub cięcia metali?
Postaw na technologię fiber i sprawdź, jak laser światłowodowy może zoptymalizować Twój proces produkcyjny. Skontaktuj się z zespołem Promatic DPM – dobierzemy konfigurację dostosowaną do Twoich potrzeb i wdrożymy ją w Twoim zakładzie!