Os lasers são um componente essencial nos modernos sistemas de processamento a laser.
Com o avanço da tecnologia de processamento a laser, os próprios lasers também estão evoluindo, levando ao surgimento de novos tipos.
Inicialmente, os principais tipos de lasers utilizados para processamento eram CO de alta potência2 lasers de gás e lasers YAG de estado sólido bombeados por lâmpada.
O foco do desenvolvimento mudou do aumento da potência do laser para a melhoria da qualidade do feixe, uma vez atendidos os requisitos de potência.
O desenvolvimento de lasers semicondutores, lasers de fibra e lasers de disco trouxe um progresso significativo em áreas como processamento de materiais a laser, tratamento médico, aeroespacial e fabricação de automóveis.
Os cinco lasers mais prevalentes no mercado são CO2 lasers, lasers Nd:YAG, lasers semicondutores, lasers de disco e lasers de fibra. Você pode fornecer informações sobre suas características e escopo de aplicação?
CO2 laser
Aplicativo:
O comprimento de onda de um CO2 O laser tem 10,6 micrômetros e tem baixa absorção quando se trata de materiais metálicos.
É normalmente usado para cortar materiais não metálicos e soldar materiais metálicos.
Suas aplicações são generalizadas e incluem soldagem na aviação, instrumentos eletrônicos, máquinas e indústria automobilística.
Laser Nd:YAG
Aplicativo:
Os lasers Nd:YAG possuem um alto coeficiente de absorção para metal, tornando-os adequados para aplicações de corte, soldagem e marcação.
Graças à sua alta energia, alto pico de potência, design compacto, durabilidade e desempenho confiável, eles são amplamente utilizados em setores como defesa, tratamento médico, pesquisa científica e muito mais.
Slaser emicondutor
Aplicativo: devido à alta uniformidade do feixe de laser e à baixa penetração, o laser semicondutor não é adequado para corte de metal, mas suas características pontuais são adequadas para tratamento de superfície metálica, como revestimento, endurecimento, impressão 3D, etc.
Pode ser amplamente utilizado nas áreas aeroespacial, médica e automotiva.
Dlaser isk
Aplicativo: O laser de disco é uma estrutura de acoplamento de caminho óptico espacial, portanto a qualidade do feixe é muito alta
O laser é apropriado para aplicações de materiais a laser, como corte de metal, soldagem, marcação, revestimento, endurecimento e impressão 3D.
É amplamente utilizado nas indústrias de fabricação de automóveis, aeroespacial, máquinas de precisão e eletrônicos 3C.
Laser de fibra
Aplicativo: devido à alta eficiência de conversão eletro-óptica, bom coeficiente de absorção de metal e alta qualidade do feixe, o laser de fibra pode ser usado para aplicações de corte de metal, soldagem, marcação e tratamento de superfície de metal.
A tecnologia laser é amplamente utilizada em indústrias como aeroespacial, fabricação de automóveis, eletrônica 3C e área médica.
Porém, para determinar o produto laser mais adequado, é necessário considerar o desempenho e a aplicação de cada tipo de laser.
Abaixo segue uma tabela que apresenta as características e aplicações dos cinco tipos de laser citados.
| Tipo de laser | Laser Nd:YAG | CO2 Laser | Laser de fibra | Laser semicondutor | Laser de disco |
| Comprimento de onda do laser (μm) | 1,0-1,1 | 10.6 | 1.0-1,1 | 0,9-1,0 | 1,0-1,1 |
| Eficiência de conversão fotoelétrica | 3%-5% | 10% | 35%-40% | 70%-80% | 30% |
| Potência de saída (kw) | 1-3 | 1-20 | 0,5-20 | 0,5-10 | 1-20 |
| Qualidade do feixe | 15 | 6 | <2,5 | 10 | <2,5 |
| Foco no desempenho | O ângulo de divergência do feixe é grande, é difícil obter um único modo, o ponto focado é grande e a densidade de potência é baixa | O ângulo de divergência do feixe é pequeno, o filme base é fácil de obter, o ponto focado é pequeno e a densidade de potência é alta | Pequeno ângulo de divergência do feixe, pequeno ponto após o foco, boa qualidade de feixe monomodo e multimodo, alta potência de pico e alta densidade de potência | O ângulo de divergência do feixe é grande, o ponto focado é grande e a uniformidade do ponto é boa | O ângulo de divergência do feixe é pequeno, o ponto focado é pequeno e a densidade de potência é alta |
| Características de corte | Fraca e baixa capacidade de corte | Geralmente, não é adequado para cortar materiais metálicos. Ao cortar materiais não metálicos, a espessura de corte é grande e a velocidade de corte é rápida | Geralmente é adequado para cortar materiais metálicos com velocidade de corte rápida e pode se adaptar ao corte de placas com diferentes espessuras, alta eficiência e grande espessura de corte | Devido ao ponto uniforme e à fraca penetração do feixe, não é adequado para aplicações de corte e tratamento de superfícies metálicas | Geralmente é adequado para cortar materiais metálicos, com velocidade de corte rápida, podendo se adaptar ao corte de chapas com diferentes espessuras |
| Características de soldagem | É adequado para soldagem por pontos, soldagem a laser tridimensional e soldagem de materiais de alta reflexão | É adequado para brasagem a laser e soldagem de materiais de alta reflexão | É adequado para soldagem a ponto, brasagem, soldagem de compostos a laser, soldagem por varredura a laser e soldagem de material de alta reflexão | É adequado para brasagem, soldagem composta, soldagem de revestimento a laser, tratamento de superfície de sala de ouro e soldagem de material de alta reflexão | É adequado para soldagem a ponto a laser, brasagem, soldagem composta, soldagem por varredura a laser e soldagem de material de alta reflexão |
| Tipo de material de processamento | Cobre, alumínio | Material de alta inversão não usinável | Material de alta inversão | Material de alta inversão | Material de alta inversão |
| Absortividade metálica | 35% | 12% | 35% | 35% | 35% |
| Volume | Pequeno | Máximo | Compacto e compacto | Pequeno | Pequeno |
| Ciclo de manutenção | 300 horas | 1000-2000 horas | Não é necessária manutenção | Não é necessária manutenção | Não é necessária manutenção |
| Custo operacional relativo | Alto | Alto | Baixo | comumente | alto |
| Portabilidade de processamento | Boa flexibilidade e adaptabilidade | Inconveniente para se mover | Boa flexibilidade e flexibilidade | Boa flexibilidade e adaptabilidade | Boa flexibilidade, forte adaptabilidade, mas sensível a terremotos |
| Tecnologia | usado | usado | o mais novo | novo | novo |
| Vida de serviço | >300 horas | >2.000 horas | >100.000 horas | >15.000 horas | >100.000 horas |
Comparação de desempenho e aplicativos
Os lasers semicondutores têm vantagens técnicas claras em comparação aos lasers de CO2 tradicionais e aos lasers YAG de estado sólido, como tamanho pequeno, peso leve, alta eficiência, baixo consumo de energia, longa vida útil e alta absorção de metal.
Com os avanços contínuos na tecnologia de laser semicondutor, outros lasers de estado sólido baseados em semicondutores, como lasers de fibra, lasers semicondutores de fibra de saída direta e lasers de disco, também estão crescendo rapidamente.
Os lasers de fibra, particularmente os lasers de fibra dopada com terras raras, experimentaram um rápido crescimento e são amplamente utilizados em áreas como comunicação por fibra óptica, detecção e processamento de materiais a laser.
