Explorando as 5 principais aplicações da tecnologia de laser de CO2 e seu futuro

O dióxido de carbono (CO₂) foi inventado por C. Kumar N. Patel em 1964 nos Laboratórios Bell. Ele também é conhecido como tubo de laser de vidro e é um produto a laser com alta potência de saída contínua, amplamente utilizado nos setores têxtil, médico, de processamento de materiais e de fabricação industrial. Ele tem aplicações exclusivas nas áreas de codificação de embalagens, corte de materiais nãomateriais metálicose estética médica.

CO₂ A tecnologia a laser avançou na década de 1980 e tem sido amplamente utilizada no processamento industrial há mais de duas décadas. Ela é usada para cortar metais, marcar e gravar vários materiais, soldar e processar revestimentos em setores como o automotivo, o de construção naval e o aeroespacial.

As emissões industriais de CO₂ opera em um comprimento de onda de 10,64μm e produz luz infravermelha. Sua eficiência de conversão eletro-óptica está geralmente entre 15% e 25%, o que é uma vantagem significativa em relação aos lasers YAG de estado sólido.

Devido à sua faixa de comprimento de onda, o CO₂ O feixe de laser pode ser absorvido de forma eficaz por uma variedade de materiais, incluindo metais de aço, metais não ferrosos, metais preciosos e não metais.

Leitura relacionada: Metais ferrosos versus metais não ferrosos

Sua gama de materiais aplicáveis é ainda mais ampla do que a dos lasers de fibra.

Apesar de os lasers de fibra terem provocado um boom no processamento de materiais metálicos desde 2010, especialmente na substituição de alguns lasers de CO₂ mercado de corte, a aplicação mais significativa do atual processamento a laser ainda é o processamento de materiais metálicos.

No entanto, isso levou a alguns equívocos, com algumas pessoas acreditando erroneamente que o CO₂ Os lasers estão desatualizados e têm utilidade limitada.

Essa noção é totalmente incorreta.

CO₂ Os lasers são o tipo de fonte de luz tecnicamente mais maduro, estável e confiável e têm um longo histórico de desenvolvimento de processos. Eles continuam a ser amplamente usados na Europa e nos Estados Unidos para várias aplicações.

Muitos materiais naturais e sintéticos têm fortes características de absorção na faixa espectral de 9 a 12 μm, que é a faixa coberta pelo CO₂ lasers. Isso os torna ideais para processamento de materiais e análise espectral.

As propriedades do feixe de CO₂ Os lasers também os tornam ideais para aplicações exclusivas, pois oferecem um potencial único.

Neste artigo, vamos nos concentrar em várias aplicações comuns de CO₂ lasers.

Processamento de materiais metálicos

Antes do surgimento dos lasers de fibra contínua, os lasers de CO₂ os lasers dominavam o setor de processamento de chapas metálicas. Lembro-me de um fabricante que apresentou um laser de CO₂ em uma exposição em 2012, que era capaz de cortar chapas com espessura superior a 20 mm e causou um grande impacto no setor na época.

Atualmente, os lasers de fibra com potência de mais de 10.000 watts são usados para cortar placas ultraespessas. Embora os lasers de CO₂ foi substituído em sua maior parte pelo corte de fibra em corte de açoMas ela não desapareceu completamente.

Os lasers de fibra são mais fáceis de cortar por causa de seu ponto mais fino, mas isso se torna uma desvantagem na soldagem. Quando se trata de unir chapas grossas, os lasers de CO₂ têm uma vantagem sobre os lasers de fibra.

Embora a oscilação do feixe tenha sido introduzida há alguns anos para lidar com as limitações dos lasers de fibra, ela ainda não consegue igualar o desempenho dos lasers de CO₂ feixes de laser.

Além dos materiais de aço para soldagem, recentemente, materiais como o cromo-manganês liga de aço e ligas de alumínio que são difíceis de soldar começaram a surgir. Alguns desses materiais têm altos pontos de fusão e alta refletividade da luz, o que exige alta potência do laser para soldagem.

Tratamento da superfície do material

CO₂ Os lasers são usados principalmente para tratamento de superfície por meio de revestimento a laser. Embora isso também possa ser feito com lasers semicondutores, antes do advento dos lasers semicondutores de alta potência, revestimento a laser era, em grande parte, o domínio do CO₂ lasers.

O revestimento a laser é amplamente utilizado em vários campos industriais, como moldes, hardware, maquinário de mineração, fusos mecânicos, aeroespacial, equipamentos offshore e até mesmo novos produtos civis.

CO₂ têm uma vantagem de custo significativa em relação aos lasers de semicondutores, o que faz com que os lasers de CO₂ O revestimento a laser é uma opção popular.

No processamento de metais, o CO₂ enfrentam a concorrência dos lasers de fibra e dos lasers de semicondutores. Como resultado, a futura aplicação de lasers de CO₂ Os lasers provavelmente se concentrarão em materiais não metálicos, incluindo vidro, cerâmica, tecido e couro, madeira, plástico e polímeros.

Aplicações personalizadas para áreas especiais

A natureza do CO₂ oferece grande potencial para aplicações especiais personalizadas, como o processamento de polímeros, plásticos, cerâmicas etc. CO₂ podem realizar o corte em alta velocidade de materiais poliméricos, como ABS, PMMA, PP e assim por diante.

Com o uso de tecnologias avançadas de CO₂ com padrões ópticos otimizados e projetos de caminho óptico, é possível formar um ponto mais perfeito, reduzindo a área afetada pelo calor e cortando produtos de película de celular de alta qualidade, como película protetora de PET e painéis de exibição.

As vantagens exclusivas do CO₂ A tecnologia de corte a laser de alta precisão torna-a mais adequada para o corte de filmes de precisão do que a tecnologia de corte a laser UV e atende melhor às necessidades de processamento de precisão no setor de TI.

Médico aAplicativos

Na década de 1990, os dispositivos médicos pulsados de alta energia, como os dispositivos de CO₂ máquinas de terapia a laser, surgiram e foram aplicadas com sucesso em aplicações exigentes, especialmente no campo da estética a laser. Esse desenvolvimento tem um futuro muito promissor.

CO₂ A esclerectomia profunda assistida por laser, ou CLASS, é um procedimento não penetrante e não dependente do folículo subconjuntival que reduz a pressão intraocular por meio da malha trabecular, da esclera profunda e da drenagem coroidal do fluido aquoso.

Esse procedimento inovador tem poucas complicações intraoperatórias e pós-operatórias, não depende da filtragem do folículo e não resulta em cicatrizes pós-operatórias. É simples, tem uma curva de aprendizado curta, é fácil de dominar e é altamente eficaz na prática clínica.