El láser de dióxido de carbono (CO 2 ) fue inventado por C. Kumar N. Patel en 1964 en los Laboratorios Bell. También se conoce como tubo láser de vidrio y es un producto láser con alta potencia de salida continua que se usa ampliamente en las industrias textil, médica, de procesamiento de materiales y de fabricación industrial. Tiene aplicaciones únicas en las áreas de codificación de envases, corte de materiales no metálicos y estética médica.
La tecnología láser de CO 2 avanzó en la década de 1980 y se ha utilizado ampliamente en el procesamiento industrial durante más de dos décadas. Se utiliza para cortar metales, marcar y grabar diversos materiales, soldar y procesar recubrimientos en industrias como la automotriz, la construcción naval y la aeroespacial.
El láser industrial de CO 2 funciona con una longitud de onda de 10,64 μm y produce luz infrarroja. Su eficiencia de conversión electroóptica suele oscilar entre el 15% y el 25%, lo que supone una ventaja significativa sobre los láseres YAG de estado sólido.
Debido a su rango de longitud de onda, el rayo láser de CO2 puede ser absorbido eficazmente por una variedad de materiales, incluidos metales de acero, metales no ferrosos, metales preciosos y no metales.
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Su gama de materiales aplicables es incluso más amplia que la de los láseres de fibra.
Aunque los láseres de fibra han provocado un auge en el procesamiento de materiales metálicos desde 2010, particularmente al reemplazar algunos mercados de corte con CO2 , la aplicación más importante del procesamiento láser actual sigue siendo el procesamiento de materiales metálicos.
Sin embargo, esto ha dado lugar a algunas ideas erróneas, y algunas personas creen erróneamente que los láseres de CO2 están obsoletos y tienen una utilidad limitada.
Esta noción es completamente incorrecta.
Los láseres de CO2 son el tipo de fuente de luz técnicamente más maduro, estable y fiable y tienen una larga historia de desarrollo de procesos. Siguen utilizándose ampliamente en Europa y Estados Unidos para una variedad de aplicaciones.
Muchos materiales naturales y sintéticos tienen fuertes características de absorción en el rango espectral de 9 a 12 μm, que es el rango cubierto por los láseres de CO 2 . Esto los hace ideales para el procesamiento de materiales y el análisis espectral.
Las propiedades del haz de láseres de CO2 también los hacen ideales para aplicaciones únicas, ya que ofrecen un potencial único.
En este artículo, nos centraremos en varias aplicaciones comunes de los láseres de CO 2 .
Procesamiento de materiales metálicos.
Antes de la aparición de los láseres de fibra continua, los láseres de CO2 de alta potencia dominaban la industria de procesamiento de placas metálicas. Recuerdo que un fabricante presentó en una exposición en 2012 una máquina cortadora de 4KW 2 CO, que era capaz de cortar láminas de más de 20 mm de espesor y que tuvo un gran impacto en la industria en ese momento.
Hoy en día se utilizan láseres de fibra con una potencia de más de 10.000 vatios para cortar tableros ultragruesos. Aunque el corte con CO2 ha sido reemplazado principalmente por el corte de fibra en el corte de acero, no ha desaparecido por completo.
Los láseres de fibra son más fáciles de cortar debido a su punta más delgada, pero esto se convierte en una desventaja en la soldadura. Cuando se trata de unir láminas gruesas, los láseres de CO2 de alta potencia tienen una ventaja sobre los láseres de fibra.
Aunque la oscilación del haz se introdujo hace unos años para abordar las limitaciones de los láseres de fibra, todavía no puede igualar el rendimiento de los rayos láser de CO2 .
Además de soldar materiales de acero, recientemente han comenzado a aparecer materiales como aleaciones de acero al cromo-manganeso y aleaciones de aluminio que son difíciles de soldar. Algunos de estos materiales tienen altos puntos de fusión y alta reflectividad de la luz, lo que requiere una alta potencia del láser para soldar.
Tratamiento superficial del material
Los láseres de CO 2 se utilizan principalmente para el tratamiento de superficies mediante revestimiento láser. Aunque también se puede hacer con láseres semiconductores, antes de la llegada de los láseres semiconductores de alta potencia, el revestimiento láser era en gran medida dominio del CO. 2 láseres.
El revestimiento láser se utiliza ampliamente en diversos campos industriales, como moldes, hardware, maquinaria de minería, husillos mecánicos, equipos aeroespaciales, marinos e incluso nuevos productos civiles.
Los láseres de CO 2 tienen una importante ventaja de costos sobre los láseres semiconductores, lo que hace que el revestimiento con láser de CO 2 sea una opción popular.
En el procesamiento de metales, los láseres de CO2 se enfrentan a la competencia de los láseres de fibra y los láseres semiconductores. Como resultado, es probable que las aplicaciones futuras de los láseres de CO2 se centren en materiales no metálicos, incluidos vidrio, cerámica, tejidos y cuero, madera, plásticos y polímeros.
Aplicaciones personalizadas para áreas especiales
La naturaleza del rayo láser de CO2 ofrece un gran potencial para aplicaciones especiales personalizadas como el procesamiento de polímeros, plásticos, cerámicas, etc. 2 láseres pueden lograr cortes a alta velocidad de materiales poliméricos como ABS, PMMA, PP, etc.
Utilizando láseres de CO 2 avanzados con patrones ópticos optimizados y diseños de trayectoria óptica, es posible formar un punto más perfecto, reduciendo el área afectada por el calor y cortando productos de película para teléfonos móviles de alta calidad, como películas protectoras de PET y paneles de visualización.
Las ventajas únicas de la tecnología de corte por láser de CO2 la hacen más adecuada para el corte de películas de precisión que la tecnología de corte por láser UV y satisface mejor las necesidades del procesamiento de precisión en la industria de TI.
Aplicaciones médicas
En la década de 1990, surgieron dispositivos médicos pulsados de alta energía, como las máquinas de terapia con láser de CO 2 ultrapulsado, que se aplicaron con éxito en aplicaciones exigentes, principalmente en el campo de la estética con láser. Este desarrollo tiene un futuro muy prometedor.
La esclerectomía profunda asistida por láser de CO 2 , o CLASS, es un procedimiento no penetrante, no subconjuntival y folículo dependiente que reduce la presión intraocular a través de la red trabecular, la esclerótica profunda y el drenaje coroideo del líquido acuoso.
Este procedimiento innovador presenta pocas complicaciones intra y postoperatorias, no filtra, depende de los folículos y no deja cicatrices postoperatorias. Es simple, tiene una curva de aprendizaje corta, es fácil de dominar y es muy eficaz en la práctica clínica.
