Los láseres son un componente esencial en los sistemas de procesamiento láser modernos.
A medida que avanza la tecnología de procesamiento láser, los propios láseres también evolucionan, lo que lleva a la aparición de nuevos tipos.
Inicialmente, los principales tipos de láseres utilizados para el procesamiento eran los láseres de gas CO 2 de alta potencia y los láseres YAG de estado sólido bombeados por lámpara.
El foco del desarrollo ha pasado del aumento de la potencia del láser a mejorar la calidad del haz una vez que se cumplen los requisitos de potencia.
El desarrollo de láseres semiconductores, láseres de fibra y láseres de disco ha supuesto avances significativos en áreas como el procesamiento de materiales mediante láser, el tratamiento médico y la fabricación aeroespacial y de automóviles.
Los cinco láseres más frecuentes en el mercado son los láseres de CO 2 , los láseres Nd:YAG, los láseres semiconductores, los láseres de disco y los láseres de fibra. ¿Puede proporcionarnos información sobre sus características y ámbito de aplicación?
Láser de CO2
Solicitud:
La longitud de onda de un láser de CO 2 es de 10,6 micrómetros y tiene una baja absorción cuando se trata de materiales metálicos.
Normalmente se utiliza para cortar materiales no metálicos y soldar materiales metálicos.
Sus aplicaciones están muy extendidas e incluyen la soldadura en aviación, instrumentos electrónicos, maquinaria y la industria del automóvil.
Láser Nd:YAG
Solicitud:
Los láseres Nd:YAG tienen un alto coeficiente de absorción del metal, lo que los hace adecuados para aplicaciones de corte, soldadura y marcado.
Gracias a su alta energía, alta potencia máxima, diseño compacto, durabilidad y rendimiento confiable, se utilizan ampliamente en sectores como defensa, tratamiento médico, investigación científica y más.
Láser semiconductor
Aplicación: Debido a la alta uniformidad del rayo láser y la baja penetración, el láser semiconductor no es adecuado para el corte de metales, pero sus características puntuales son adecuadas para el tratamiento de superficies metálicas, como recubrimiento, endurecimiento, impresión 3D, etc.
Puede ser ampliamente utilizado en los campos aeroespacial, médico y automotriz.
Disco láser D
Aplicación: El láser de disco es una estructura de acoplamiento de trayectoria óptica espacial, por lo que la calidad del haz es muy alta
El láser es adecuado para aplicaciones de materiales láser como corte de metales, soldadura, marcado, recubrimiento, endurecimiento e impresión 3D.
Es ampliamente utilizado en las industrias de fabricación de automóviles, aeroespacial, maquinaria de precisión y electrónica 3C.
láser de fibra
Aplicación: Debido a la alta eficiencia de conversión electroóptica, el buen coeficiente de absorción de metal y la alta calidad del haz, el láser de fibra se puede utilizar para aplicaciones de corte, soldadura, marcado y tratamiento de superficies metálicas.
La tecnología láser se utiliza ampliamente en industrias como la aeroespacial, la fabricación de automóviles, la electrónica 3C y el campo médico.
Sin embargo, para determinar el producto láser más adecuado, es necesario considerar el rendimiento y la aplicación de cada tipo de láser.
A continuación se muestra una tabla que presenta las características y aplicaciones de los cinco tipos de láser mencionados.
| tipo de láser | Láser Nd:YAG | Láser de CO2 | láser de fibra | Láser semiconductor | Láser de disco |
| Longitud de onda del láser (μm) | 1.0-1.1 | 10.6 | 1.0-1.1 | 0,9-1,0 | 1.0-1.1 |
| Eficiencia de conversión fotoeléctrica | 3%-5% | 10% | 35%-40% | 70%-80% | 30% |
| Potencia de salida (kw) | 1-3 | 1-20 | 0,5-20 | 0,5-10 | 1-20 |
| Calidad del haz | 15 | 6 | <2.5 | 10 | <2.5 |
| Centrarse en el rendimiento | El ángulo de divergencia del haz es grande, es difícil obtener un modo único, el punto enfocado es grande y la densidad de potencia es baja. | El ángulo de divergencia del haz es pequeño, la película base es fácil de obtener, el punto enfocado es pequeño y la densidad de potencia es alta | Ángulo de divergencia del haz pequeño, punto pequeño después del enfoque, buena calidad del haz monomodo y multimodo, alta potencia máxima y alta densidad de potencia. | El ángulo de divergencia del haz es grande, el punto enfocado es grande y la uniformidad del punto es buena | El ángulo de divergencia del haz es pequeño, el punto enfocado es pequeño y la densidad de potencia es alta |
| Funciones de corte | Pobre y baja capacidad de corte. | Generalmente, no es adecuado para cortar materiales metálicos. Al cortar materiales no metálicos, el espesor de corte es grande y la velocidad de corte es rápida | Generalmente es adecuado para cortar materiales metálicos con una velocidad de corte rápida y puede adaptarse a placas de corte con diferentes espesores, alta eficiencia y gran espesor de corte. | Debido al punto uniforme y a la escasa penetración del haz, no es adecuado para aplicaciones de corte y tratamiento de superficies metálicas. | Generalmente es adecuado para cortar materiales metálicos, con velocidad de corte rápida y puede adaptarse para cortar placas con diferentes espesores. |
| Características de soldadura | Es adecuado para soldadura por puntos, soldadura láser tridimensional y soldadura de materiales de alta reflexión. | Es adecuado para soldadura láser y soldadura de materiales de alta reflexión. | Es adecuado para soldadura por puntos, soldadura fuerte, soldadura compuesta por láser, soldadura por escaneo láser y soldadura de materiales de alta reflexión. | Es adecuado para soldadura fuerte, soldadura compuesta, soldadura de revestimiento por láser, tratamiento de superficies de salas de oro y soldadura de materiales de alta reflexión. | Es adecuado para soldadura por puntos con láser, soldadura fuerte, soldadura compuesta, soldadura por escaneo láser y soldadura de materiales de alta reflexión. |
| Tipo de material de procesamiento | Cobre, aluminio | Material de alta inversión no mecanizable | Material de alta inversión | Material de alta inversión | Material de alta inversión |
| Absortividad del metal | 35% | 12% | 35% | 35% | 35% |
| Volumen | Pequeño | Máximo | Compacto y compacto | Pequeño | Pequeño |
| Ciclo de mantenimiento | 300 horas | 1000-2000 horas | No requiere mantenimiento | No requiere mantenimiento | No requiere mantenimiento |
| Costo operativo relativo | Alto | Alto | Bajo | comúnmente | alto |
| Portabilidad de procesamiento | Buena flexibilidad y adaptabilidad. | Incómodo para moverse | Buena flexibilidad y flexibilidad. | Buena flexibilidad y adaptabilidad. | Buena flexibilidad, gran adaptabilidad, pero sensible a los terremotos. |
| Tecnología | usado | usado | el más nuevo | nuevo | nuevo |
| Vida de servicio | >300 horas | >2.000 horas | >100.000 horas | >15.000 horas | >100.000 horas |
Comparación de rendimiento y aplicaciones
Los láseres semiconductores tienen claras ventajas técnicas en comparación con los láseres de CO2 tradicionales y los láseres YAG de estado sólido, como tamaño pequeño, peso ligero, alta eficiencia, bajo consumo de energía, larga vida útil y alta absorción de metales.
Con los continuos avances en la tecnología de láseres semiconductores, otros láseres de estado sólido basados en semiconductores, como los láseres de fibra, los láseres de fibra semiconductores de salida directa y los láseres de disco, también están creciendo rápidamente.
Los láseres de fibra, en particular los láseres de fibra dopados con tierras raras, han experimentado un rápido crecimiento y se utilizan ampliamente en áreas como la comunicación por fibra óptica y la detección y el procesamiento de materiales por láser.
