Kimla.pl Kimla.pl Kimla.pl
>>start /Energoszczędność laserów fiber

Energoszczędność laserów fiber

Technologia cięcia laserowego od kilkudziesięciu lat jest podstawową technologią wycinania kształtowego arkuszy metali w przemyśle. Rozwój wycinarek laserowych umożliwiło odkrycie możliwości wzmacniania światła za pomocą zjawiska emisji wymuszonej.

Pierwsze lasery używane do wycinania metali były laserami gazowymi, molekularnymi, opartymi na ośrodku aktywnym którym był dwutlenek węgla -CO2. Lasery te charakteryzują się możliwością uzyskania dużych mocy co pozwoliło na wykorzystanie ich w celach procesowych metali. Pierwsze lasery CO2 charakteryzowały się stosunkowo niewielka sprawnością nie przekraczającą 2-3%. Na przestrzeni lat naukowcom udało się dzięki optymalizacji projektów oraz dostępności coraz doskonalszych materiałów zwiększyć sprawność liczoną w stosunku do mocy pobieranej z sieci zasilającej do ok 10%. Pomimo, że jak na lasery w ogóle jest to stosunkowo duża wartość to z punktu widzenia kosztów operacyjnych użytkowania wycinarki laserowej zużycie energii elektrycznej jest istotną ich częścią. Dalsze zwiększanie sprawności laserów opartych o CO2 jest niemożliwe i wynika z ograniczeń fizycznych tego typu laserów.

            Naukowcy próbując znaleźć inny rodzaj laserów dużej mocy, który by nadawał się do wycinania metali zainteresowali się laserami półprzewodnikowymi, których rozwój w ostatnich latach jest bardzo dynamiczny z powodu ogólnoświatowego popytu na półprzewodnikowe źródła światła. Dzięki ich pracy w ostatnich latach odkryte zostały nowe możliwości stworzenia laserów w których ośrodkiem aktywnym jest domieszkowany rdzeń światłowodu pompowany za pomocą wymienionych laserów półprzewodnikowych. Sprawność przetwarzania światła w światłowodzie aktywnym dochodzi do 70% co w połączeniu ze sprawnością półprzewodnikowych pomp laserowych na poziomie 50% daje wypadkową sprawność od gniazda zasilającego na poziomie ponad 30%.

            Przykładowo źródło lasera CO2 o mocy wyjściowej 4kW pobiera ok. 40kW, natomiast źródło lasera światłowodowego o tej samej mocy pobiera ok. 13kW. Porównanie tych technologii wykazuje, że sprawność energetyczna laserów światłowodowych (ang. fiber) jest o 200% wyższa niż laserów CO2 używanych do chwili obecnej. Wpływa to w bardzo istotny sposób na oszczędności wynikające z ograniczenia zużycia energii elektrycznej, a co za tym idzie zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych.