Tatsächlich können die Unterschiede bei den Stromkosten für CO2- und Faserlaser vielfältig sein. Dies gilt natürlich für das Schneiden von Blechen bis 3-4 mm, aber oberhalb dieser Grenze ist der Faserlaser entgegen der Behauptung anderer Marken auch deutlich sparsamer im Stromverbrauch.
Bei dünnen Blechen wird die Geschwindigkeit des CO2-Lasers mit einem Faserlaser bei halber Ausgangsleistung des CO2-Lasers erreicht.
Tatsächlich haben CO2-Laser einen Wirkungsgrad von ca. 10 %, allerdings bezieht sich dies nur auf die Energieeffizienz der Quelle und hat nichts damit zu tun, wie viel Strom der Laser im Betrieb als Gesamtmaschine verbraucht.
Angenommen, wir denken über einen 4-kW-CO2-Laser nach. Bei einem Wirkungsgrad von 10 % sind für den Betrieb 40 kW erforderlich. Der Laser wird mit HF-Strom betrieben. Und da die Hochfrequenz-Stromversorgung auch nur eine begrenzte Effizienz aufweist, verbraucht der Resonator selbst tatsächlich etwa 50 kW Energie.
Ein weiteres stromhungriges Element des CO2-Lasers ist die Turbine, die das Gasgemisch auf enorme Geschwindigkeiten beschleunigt. Die Leistung dieser Turbine beträgt ca. 8 kW.
Aber es ist nicht alles. Wenn wir 58 kW einspeisen und am Ausgang 4 kW haben, müssen wir 54 kW in Form von Wärme erhalten. Der Kühler verbraucht etwa die Hälfte dessen, was er vom gekühlten System aufnehmen kann, also etwa 29 kW.
Wir haben also bereits 83 kW, außerdem gibt es eine Staubabsauganlage von mindestens 3 kW, eine Vakuumpumpe usw.
Diese Berechnungen ergeben eine Gesamtleistung von 86 kW, ohne die Antriebe der Laserachse. Nehmen wir an, es seien 90 kW. Und genau dieser Leistungswert steht im Handbuch des uns vorliegenden 4kW-Lasers. Zum Vergleich: Unser anderer 2,6-kW-Laser weist eine Leistung von 60 kW auf. Es ist also ungefähr proportional.
Und nun zum Faserlaser-Vergleich:
2 kW IPG-Laserleistung erfordern genau 6 kW Leistung.
Es bleiben also etwa 4 kW abzuleiten. Da die betreffende Quelle bei einer höheren Temperatur als CO2 betrieben werden kann, reicht ein Kühler mit einem 1,5-kW-Kühlschrank aus, um diese 4 kW abzuleiten, was uns insgesamt 7,5 kW ergibt. Nach Hinzufügung des Staubsammlers und der Ausrüstung beträgt die Leistung ca. 12 kW.
Selbst wenn man also nicht nur den Resonator selbst, sondern die gesamte Maschine vergleicht, weil es das ist, woran der Benutzer interessiert ist, beträgt der Vorteil des Faserlasers mindestens das Siebenfache.
Bei größeren Dicken sollte jedoch sinnvollerweise ein CO2-Laser und ein Faserlaser gleicher Leistung verglichen werden. Zählen wir also noch einmal: 4-kW-Laser benötigt 12 kW + 3-kW-Kühlschrank ergibt 15 kW + Staubabscheider und Antriebe ergeben 19 kW, also immer noch viermal weniger.
Bezüglich der Schnittgeschwindigkeit gilt grundsätzlich, dass es keine Blechart und -dicke gibt, bei der ein CO2-Laser schneller wäre als ein Faserlaser gleicher Leistung.
Dies liegt daran, dass das Licht des Faserlasers stärker fokussiert werden kann, d. h. eine höhere Energiekonzentration erreicht wird und das Licht des Faserlasers von Metallen besser absorbiert wird als das CO2-Laserlicht. Hersteller von CO2-Lasern vergleichen häufig einen 4-kW-CO2-Laser mit einem 2-kW-Faserlaser für dickere Bleche, und in diesem Fall wird tatsächlich CO2 bevorzugt, aber dieser Vergleich ist nicht sinnvoll.
Die Wahrheit ist, dass CO2- und Faserlaserhersteller ein begründetes Interesse daran haben, ihre Kunden von Faserlasern abzuhalten. Es ist nur so, dass die meisten von ihnen CO2-Quellen selbst produzieren, und da der Preis der Quelle etwa halb so hoch ist wie der Preis des Lasers, kommt die Hälfte des Gewinns des Lasers von der Quelle. Wenn jemand einen Laser mit Faserresonator bestellt, den er bei IPG bestellen muss, dann verdient der Laserhersteller die Hälfte davon und IPG die Hälfte. Aus diesem Grund muss ein Laserhersteller, um einen vergleichbaren Gewinn zu erzielen, 2 Faserlaser statt einem CO2 produzieren. Große Unternehmen, die bisher CO2-Laser produziert haben, müssen natürlich auch Faserlaser anbieten, damit ihre Konkurrenz nicht den Verdacht hegt, dass sie nicht entwickeln, aber das ist für sie nicht das beste Angebot.
Der Faserlaser verbraucht außerdem weniger Schneidgas. Aufgrund des Verhaltens des Lichts beim Fokussieren gilt: Je kürzer die Wellenlänge, desto stärker kann der Strahl fokussiert werden. Dadurch, dass die Wellenlänge des Faserlaserlichts zehnmal kürzer ist als die von CO2-Lasern, erhöht sich die Fähigkeit zur Fokussierung deutlich und dies ermöglicht den Einsatz kleinerer Düsendurchmesser als bei CO2-Lasern, was den Gasverbrauch direkt senkt .
