Laser à fibres vs. laser CO2 Réalisez des économies grâce à une machine au rendement énergétique optimisé
En cette période de crise énergétique alors que les prix de l’électricité augmentent, il est d’autant plus crucial de réduire les coûts énergétiques dans les entreprises.
Dans les entreprises industrielles, il devient indispensable de remplacer les anciennes installations, grandes consommatrices d’énergie, par des machines modernes. Ces dernières permettent d’emblée d’abaisser considérablement les coûts.
C’est aussi ce que démontre la comparaison entre les lasers à fibres énergétiquement efficients et les lasers CO2.
Différences entre les lasers à fibres et les lasers à CO2
Laser CO2
Le laser CO2 génère un faisceau laser à l’aide d’un mélange gazeux à base de dioxyde de carbone. Ce mélange est alors excité électriquement. Le faisceau laser est guidé à travers une gaine optique.
Lasers à fibres
Les lasers à fibres sont des lasers à corps solide ayant des gammes de puissances analogues à leurs homologues CO2. Le support actif du laser est une fibre de verre ou cristalline ou une dalle. Dans notre cas, le faisceau est généré dans une fibre active et acheminé par la fibre de transport vers la tête de découpe de la machine.
Outre le support actif du laser, une des principales différences réside dans sa longueur d’onde. Celle-ci se caractérise ainsi:
- Laser à fibres: 1µm
- Laser CO2: 10µm
La longueur d’onde du laser à fibres est plus courte comparativement au laser CO2 et se traduit par un taux d’absorption plus élevé lors de la découpe dans l’acier, l’inox et l’aluminium. Un meilleur taux d’absorption signifie moins d’échauffement du matériau à usiner ce qui a naturellement un effet bénéfique.
Les avantages d’un laser à fibres par opposition à un laser CO2
La technologie laser à fibres optiques a considérablement évolué ces dernières années. Le choix pertinent consiste à combiner judicieusement différents facteurs individualisés. Si le potentiel est effectivement exploité, la mise en œuvre d’un laser à fibres s’avère économiquement rentable pour les raisons suivantes:
- Il dispose d’une vitesse de découpe élevée et génère ainsi des frais d’exploitation moindres par heure.
- En comparant directement les lasers à fibres vs. CO2, on constate que les lasers à fibres optiques ne nécessitent pas autant d’énergie. Pourtant, le rendement électrique est jusqu’à 5 fois supérieur.
- Il se distingue par un guidage optique simplifié.
- Un laser à fibres optiques ne nécessite que peu d’entretien.
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Potentiels d’économie:
Exemple de calcul concret de comparaisonlaser à fibres vs. laser CO2
En comparant directement la consommation des lasers à fibres vs. lasers CO2, il apparaît nettement que d’importantes économies sont potentiellement réalisables.
Economies réalisées en remplaçant une machine laser CO2
| Temps de travail visé / Année | Découpage (laser activé) | Consommation électrique moyenne | Consommation d'énergie / Année | |
| CO2 Maschine (6 kW) | 3’600 h x | 65 % x | 65 kW | = 152’100 kWh |
| Machine à fibres (6kW) | 3’600 h x | 65 % x | 22 kW | = 51’480 kWh |
| Economies d'énergie / Année | = 100'620 kWh | |||
Économies d'énergie par an
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 €
Économies d'énergie sur une période de 5 ans
à 0.25 €/kWh: 25'000 € x 5 years = 125'000 €
à 0.75 €/kWh: 75'500 € x 5 years = 377'500 €
Le remplacement d’un laser CO2 par un laser à fibres peut permettre d’économiser de 25 000 € à 75 000 € par an.
Dans cet exemple, un laser CO2 de 6 kW a été remplacé par un laser à fibres optiques de 6 kW. Comme montré sur le graphique, l’installation laser CO2 consomme trois fois plus que celle à laser à fibres optiques.
Avec un tarif de 0,25 € le kWh, cela représente une économie annuelle de 25 000 €. Si nous étendons la période considérée à 5 ans, l’économie réalisée sur les coûts s’élève à 125 000 €.
Economies réalisées en remplaçant deux machines laser CO2
| Temps de travail visé / Année | Découpage (laser activé) | Consommation électrique moyenne | Consommation d'énergie / Année | |
| Machine CO2 (6kW) | 3’600h x | 65% x | 65kW | = 152’100 kWh |
| Machine CO2 (4.4kW) | 3’600h x | 65% x | 51 kW | = 119’340 kWh |
| Une machine Fiber peut remplacer deux machines à CO2 ! | = 271’440 kWh | |||
| Machine à fibres (10kW) | 3’600h x | 65% x | 25kW | = 58’500 kWh |
| Economies d'énergie / Année | = 212’940 kWh | |||
Économies d'énergie par an
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 €
Économies d'énergie sur une période de 5 ans
à 0.25 €/kWh: 53’000 € x 5 years = 265’000 €
à 0.75 €/kWh: 160’000 € x 5 years = 800’000 €
Compte tenu de sa productivité plus élevée, une installation laser à fibres réalise en une même opération certainement autant que deux lasers CO2.
A puissance comparable, une machine laser à fibres de 10 kW consomme seulement le cinquième environ de deux machines laser CO2. Sur la base de ce constat, il en résulte une économie de 53 000 € par an, soit 266 000 € sur 5 ans.
Par conséquent, la comparaison des lasers à fibres vs. CO2 penche très nettement en faveur des lasers à fibres.
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Avantages de la fonctionnalité Smart Feature:
Parameter Wizard
La fonctionnalité Parameter Wizard dotée d’IA aide les utilisateurs inexpérimentés à trouver en quelques minutes les paramètres parfaitement adaptés et à les optimiser.
Avantages de la fonctionnalité Smart Feature:
NCT & KerfScan
L’outil Nozzle Control Tool (NCT) permet un centrage rapide et fiable des buses. La fonctionnalité KerfScan contrôle le procédé lors de la découpe thermique.
Ainsi, l’utilisation conjointe des outils permet:
- Une grande autonomie avec un mode de fonctionnement ne requérant que peu d’intervention
- Une qualité de processus constamment élevée lors de la découpe thermique
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- Une diminution du volume des chutes et des pièces de rebut
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