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Cutting head of a fiber laser machine processing sheet metal

ファイバレーザー vs CO2(炭酸ガス)レーザ よりエネルギー効率の高い機械でお金を節約

電気料金が上昇するエネルギー危機の時代には、会社のエネルギーコストを削減する必要性も高まります。

製造業においては、多くの電力を消費する旧い機械を最新の機械に変更するに勝る方法はありません。最新の機械は、複数のレベルにおいてコストを削減できます。

このことは、エネルギー効率に優れたファイバレーザと CO2(炭酸ガス)レーザの比較においても明らかです。

ファイバレーザと CO2(炭酸ガス)レーザとの違い

CO2

CO2(炭酸ガス)レーザは、 二酸化炭素をベースにしたガス混合物を使用してレーザビームを生成します。そのためにこの混合物は電気的に励起されます。レーザビームは、光学系を備えたビームパスを通って導かれます。

Co2_laser-source.jpg

ファイバーレーザ

ファイバーレーザは、CO 2(炭酸ガス)レーザと同様の出力範囲を持つ固体レーザです。レーザ媒質は、ガラス状または結晶性の繊維またはディスクです。ファイバレーザではビームは増幅ファイバ内で生成され、伝送ファイバを介して機械のカッティングヘッドに導かれます。

Laser-Cutting-Efficiency.jpeg

レーザ媒質の他にその波長も、主要な違いの一つです。波長は次のようになります:

  • ファイバレーザ:1µm
  • CO2(炭酸ガス)レーザ:10µm

ファイバレーザは CO2(炭酸ガス)レーザと比較して波長が短いため、軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウムを切断する際の吸収率が高くなります。良好な吸収率は、加工される材料の加熱が少ないことを意味し、それはもちろん好ましいことです。

CO2(炭酸ガス)レーザに対するファイバレーザの利点

近年、ファイバレーザ技術は急速に進歩しています。成功は、さまざまな個々の要因の組み合わせによるものです。しかしながらその可能性を活用すれば、ファイバレーザは次の理由で経済的な利益をもたらすことができます。

  • ファイバレーザは切断速度が速いため、時間あたりの運転コストが低くなります。
  • ファイバレーザと CO2 システムを直接比較すると、ファイバレーザはそれほど多くの電力を必要としません。電気効率は最大 5 倍になります。
  • ファイバレーザは、ビーム誘導が簡単なことに特徴があります。
  • ファイバレーザはあまりメンテナンスを必要としません。

Bystronic のファイバレーザで生産性を向上させ、コストを削減してください。

節約の可能性: 

具体的な計算例:ファイバレーザ vs CO2

ファイバレーザと CO2 システムの電力消費を直接比較すると、どれだけの節約が可能かが明らかになります。

1 台の CO2(炭酸ガス)レーザ機を交換する場合の節約

 Target Working Time
/ Year
Cutting 
(laser on)
Average Power
Consumption
Power Consumption 
/ Year
CO2 Machine (6kW)3,600 h    x65%    x65 kW= 152’100 kWh
Fiber Machine (6kW)3'600 h    x65%    x22 kW= 51’480 kWh
 
Power savings / Year   = 100'620 kWh

Power savings per year

à 0.25 €/kWh: 100'620 kWh x 0.25 €/kWh ≈ 25'000 €

à 0.75 €/kWh: 100'620 kWh x 0.75 €/kWh ≈ 75'500 €

Power savings over a 5-year period

à 0.25 €/kWh: 25'000 € x 5 years = 125'000 €

à 0.75 €/kWh: 75'500 € x 5 years = 377'500 €

ファイバレーザーから CO2(炭酸ガス)レーザに切り替えると、年間 25,000 ~ 75,000 ユーロの節約になります。

この例では、6 キロワットの CO 2(炭酸ガス)レーザを 6 キロワットのファイバ レーザに交換しました。図からわかるように、CO 2システムはファイバレーザの 3 倍の電力を消費します。

1 時間あたりの kW 価格を 0.25 ユーロとすると、年間 25,000 ユーロの節約になります。これを 5 年間に換算すると、コスト削減額は 125,000 ユーロになります。

2 台の CO2(炭酸ガス)レーザ機を交換する場合の節約

 Target Working
Time / Year
Cutting
(laser on)
Average Power
Consumption
Power Consumption 
/Year
CO2 Machine (6kW)3’600h    x65%    x65kW= 152’100 kWh
CO2 Machine (4.4kW)3’600h    x65%    x51 kW= 119’340 kWh
One Fiber machine 
can replace two CO2 machines!
= 271’440 kWh
Fiber Machine (10kW)3’600h    x65%    x25kW= 58’500 kWh
 
Power savings / Year   = 212’940 kWh

Power savings per Year

à 0.25 €/kWh: 212’940 kWh x 0.25 €/kWh ≈ 53’000 €

à 0.75 €/kWh: 212’940 kWh x 0.75 €/kWh ≈ 160’000 €

Power saving over 5-year period

à 0.25 €/kWh: 53’000 € x 5 years = 265’000 €

à 0.75 €/kWh: 160’000 € x 5 years = 800’000 €

ファイバレーザは生産性が高いため、1 台のレーザシステムで、同時に 2 台の CO2(炭酸ガス)レーザを代替することができます。

1 台の 10 キロワットファイバレーザ機は、同じ出力の 2 台の CO 2(炭酸ガス)レーザ機の約 5 分の 1 の電力しか消費しません。これを考慮して計算すると、節約額は年間 53,000 ユーロ、5 年間で 266,000 ユーロになります。

このように、ファイバレーザと CO2 の比較では、ファイバレーザが消費電力の点で優れていることが明白です。

2 倍の節約: 

Smart Feature を無料で提供

CO 2(炭酸ガス)レーザ機から Bystronic のァイバ レーザ機に切り替えると、Smart Feature も無料で提供されます(期間限定サービス)。

Smart Feature の利点: 
Parameter Wizard

Parameter Wizard は AI ベースの機能で、経験の浅いオペレーターがわずかな時間で完璧なパラメータを見つけて最適化するのをサポートします

Smart Feature の製品の特長
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Nozzle Control Tool(NCT)は、迅速で信頼性の高いノズルのセンタリングを可能にします。KerfScan は、酸素切断のプロセスを調べます。

2 つのツールを使用すると、次のことが可能になります:

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  • 酸素切断における一貫した高いプロセス品質
  • セットアップ時間の短縮
  • スクラップの低減
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