O que torna um laser melhor do que outro para tarefas específicas? Quer se trate de cortar metal ou marcar componentes com precisão, a escolha do laser pode afetar drasticamente a eficiência e a qualidade. Este artigo compara os lasers de CO2, Nd:YAG, semicondutores, disco e fibra, destacando as suas propriedades e aplicações únicas. Ficará a saber qual o laser que se destaca nas diferentes indústrias e descobrirá os principais factores a considerar ao selecionar o laser certo para as suas necessidades. Mergulhe para compreender como tirar partido destas poderosas ferramentas para um desempenho ótimo.
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 a evoluir, levando ao aparecimento de novos tipos.
Inicialmente, os principais tipos de lasers utilizados para o processamento eram os lasers de CO2 lasers de gás e lasers YAG de estado sólido bombeados por lâmpada.
A tónica do desenvolvimento passou a ser o aumento da potência do laser para melhorar a qualidade do feixe, uma vez satisfeitos os requisitos de potência.
O desenvolvimento de lasers de semicondutores, lasers de fibra e lasers de disco trouxe progressos significativos em domínios como o processamento de materiais por laser, o tratamento médico, a indústria aeroespacial e o fabrico de automóveis.
Os cinco lasers mais predominantes no mercado são os lasers de CO2 lasers, lasers Nd:YAG, lasers de semicondutores, lasers de disco e lasers de fibra. Pode fornecer informações sobre as suas características e âmbito de aplicação?
Aplicação:
O comprimento de onda de um sinal de CO2 O laser é de 10,6 micrómetros e tem baixa absorção quando se trata de materiais metálicos.
É normalmente utilizado para o corte de materiais nãomateriais metálicos e soldar materiais metálicos.
As suas aplicações são muito vastas e incluem a soldadura na aviação, instrumentos electrónicos, maquinaria e indústria automóvel.
Aplicação:
Os lasers Nd:YAG têm um elevado coeficiente de absorção de metal, o que os torna adequados para aplicações de corte, soldadura e marcação.
Graças à sua elevada energia, potência de pico elevada, design compacto, durabilidade e desempenho fiável, são amplamente utilizados em indústrias como a defesa, o tratamento médico, a investigação científica e muito mais.
Aplicação: devido à elevada uniformidade do feixe laser e à fraca penetração, o laser de semicondutores não é adequado para o corte de metais, mas as suas características pontuais são adequadas para o metal tratamento de superfície, como o revestimento, o endurecimento, Impressão 3D, etc.
Pode ser amplamente utilizado nos domínios aeroespacial, médico e automóvel.
Aplicação: disco laser é uma estrutura de acoplamento espacial de percurso ótico, pelo que a qualidade do feixe é muito elevada
O laser é adequado para aplicações de material laser, tais como corte de metalsoldadura, marcação, revestimento, endurecimento e impressão 3D.
É amplamente utilizado nas indústrias automóvel, aeroespacial, de maquinaria de precisão e eletrónica 3C.
Aplicação: Devido à elevada eficiência de conversão electro-ótica, ao bom coeficiente de absorção de metal e à elevada qualidade do feixe, o laser de fibra pode ser utilizado para aplicações de corte de metal, soldadura, marcação e tratamento de superfícies metálicas.
A tecnologia laser é amplamente utilizada em indústrias como a aeroespacial, o fabrico de automóveis, a eletrónica 3C e a área médica.
No entanto, para determinar o produto laser mais adequado, é necessário considerar o desempenho e a aplicação de cada tipo de laser.
Segue-se um quadro que apresenta as características e aplicações dos cinco tipos de lasers mencionados.
| Tipo de laser | Laser Nd:YAG | CO2 Laser | Laser de fibra | Laser de semicondutores | Disco laser |
| 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 fotoeléctrica | 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 |
| Concentrar o desempenho | O ângulo de divergência do feixe é grande, é difícil obter um único modo, o ponto focalizado é grande e a densidade de potência é baixa | O ângulo de divergência do feixe é pequeno, a película de base é fácil de obter, o ponto focado é pequeno e a densidade de potência é elevada | Pequeno ângulo de divergência do feixe, pequeno ponto após a focagem, boa qualidade de feixe monomodo e multimodo, elevada potência de pico e elevada 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 elevada |
| 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 | É geralmente adequado para cortar materiais metálicos com velocidade de corte rápida, e pode adaptar-se 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 | É geralmente adequado para cortar materiais metálicos, com velocidade de corte rápida, e pode adaptar-se ao corte de placas com diferentes espessuras |
| Características de soldadura | É adequado para soldadura por pontos, soldadura tridimensional soldadura a laser e soldadura de materiais de elevada reflexão | É adequado para brasagem a laser e soldadura de materiais de elevada reflexão | É adequado para a soldadura por pontos, brasagemsoldadura composta por laser, soldadura por varrimento a laser e soldadura de materiais de elevada reflexão | É adequado para brasagem, soldadura composta, revestimento a laser soldadura, tratamento de superfície em sala de ouro e soldadura de materiais de alta reflexão | É adequado para laser soldadura por pontossoldadura, brasagem, soldadura composta, soldadura por varrimento a laser e soldadura de materiais de alta reflexão |
| Tipo de material de processamento | Cobre, alumínio | Material de alta inversão não maquinável | Material de alta inversão | Material de alta inversão | Material de alta inversão |
| Absorção metálica | 35% | 12% | 35% | 35% | 35% |
| Volume | Pequeno | Máximo | Compacto e compacto | Pequeno | Pequeno |
| Ciclo de manutenção | 300 horas | 1000-2000 horas | Não necessita de manutenção | Não necessita de manutenção | Não necessita de manutenção |
| Custo operacional relativo | Elevado | Elevado | Baixa | normalmente | elevado |
| Portabilidade do tratamento | Boa flexibilidade e adaptabilidade | Inconveniente para se deslocar | Boa flexibilidade e flexibilidade | Boa flexibilidade e adaptabilidade | Boa flexibilidade, forte adaptabilidade, mas sensível a terramotos |
| Tecnologia | utilizado | utilizado | mais recente | novo | novo |
| Vida útil | >300 horas | >2000 horas | >100000 horas | >15000 horas | >100000 horas |
Os lasers de semicondutores têm vantagens técnicas claras em comparação com os lasers de CO2 tradicionais e os lasers YAG de estado sólido, tais como o seu tamanho reduzido, leveza, elevada eficiência, baixo consumo de energia, longa duração e elevada absorção de metal.
Com os avanços contínuos na tecnologia dos lasers de semicondutores, outros lasers de estado sólido baseados em semicondutores, como os lasers de fibra, os lasers de semicondutores de fibra de saída direta e os lasers de disco, estão também a crescer rapidamente.
Os lasers de fibra, em especial os lasers de fibra dopada com terras raras, têm registado um rápido crescimento e são amplamente utilizados em domínios como a comunicação por fibra ótica, a deteção e o processamento de materiais por laser.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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