Energie in Lasern: Eine neue Ära der Energieeffizienz

Es herrscht die weitverbreitete Überzeugung, dass Laser-Schneidemaschinen während ihres Betriebs eine erhebliche Menge elektrischer Energie verbrauchen, und tatsächlich war das in der Vergangenheit der Fall. Um beispielsweise einen 6 kW CO2-Laser-Cutter zu betreiben, waren bis zu 100 kW Strom erforderlich. Dies war hauptsächlich auf die vergleichsweise geringe Energieeffizienz von CO2-Lasern zurückzuführen, die bei etwa 7 % lag.

Die geringe Effizienz von CO2-Lasern resultiert hauptsächlich aus den physikalischen Einschränkungen dieses Typs von Resonator und den Verlusten im Hochfrequenzgenerator, der zu seiner Stromversorgung verwendet wird. Solche hohen Verluste erfordern auch ein äußerst effizientes Kühlsystem, das eine erhebliche Menge Energie verbraucht.

Faserlaser: Die umweltfreundlichste Option

Anschließend kamen Festkörperlaser auf den Markt. Die beliebtesten unter ihnen sind Scheibenlaser und Faserlaser. Beide Arten von Laserquellen verwenden Laserdioden zur Anregung des Hauptresonators und bieten eine erheblich höhere Effizienz.

Scheibenlaser - Effizienz und Einsparungen

Im Fall von Scheibenlasern würde ein 6 kW Laser-Cutter bereits mit der Hälfte der Leistung eines CO2-Lasers auskommen. Dies entspricht jedoch immer noch etwa 50 kW. Erst mit der Entwicklung von Faserlasern erfolgte ein massiver Sprung in der Effizienz, der eine Verringerung des Energieverbrauchs um das Vierfache ermöglichte.

Scheibenlaser werden als offene Hohlraumlasern klassifiziert. Das bedeutet, dass das Licht im Resonator nach Verlassen des aktiven Mediums (in diesem Fall einer speziellen Glasträgerscheibe) die Grenze zwischen verschiedenen Medien überquert - zuerst von Glas zu Luft und dann, nach der Reflexion von einem Spiegel, von Luft zurück zu Glas.

Dieser Prozess wiederholt sich mehrfach, und bei jedem Übergang zwischen den Medien streut ein Teil des Lichts, und ein Teil wird reflektiert. Diese Verluste, unter anderen Faktoren, begrenzen die Effizienz eines solchen Resonators.

Faserlaser - Innovation und Effizienz

Die neueste Generation von Faserlasern verwendet die "All-in-Glas"-Technologie. In diesen Lasern resonierte das Licht innerhalb des aktiven Lichtwellenleiters, ohne das Glas zu verlassen, bis es den Laserkopf erreichte. Das Fehlen von Grenzübergängen eliminiert Verluste und erhöht die Effizienz erheblich, die bis zu 50 % erreicht.

Dank neuer Technologien und innovativer Ansätze bei der Laserkonstruktion hat die Metallindustrie heute die Möglichkeit, Geräte mit erheblich höherer Energieeffizienz zu nutzen. Dies ist nicht nur für die Umwelt vorteilhaft, sondern reduziert auch die Betriebskosten für Unternehmen. Laser-Schneidemaschinen sind effizienter geworden und haben gleichzeitig ihren Energiebedarf reduziert. Diese neue Ära der Energieeffizienz in der Metallindustrie wird zweifellos zur Entwicklung und Wettbewerbsfähigkeit des Sektors beitragen.

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