El grabador láser de fibra se utiliza en una amplia gama de aplicaciones. Las máquinas de corte por láser de fibra pueden producir fácilmente diferentes longitudes de onda para cortar metales y no metales. También pueden utilizarse ampliamente para cortar, marcar, soldar, limpiar, texturizar, taladrar, etc. Las máquinas láser de fibra son omnipresentes en la vida.
¿Qué son los láseres de fibra?
Las máquinas de corte por láser de fibra crean cuando los láseres de fibra se desarrollan para utilizarse como solución. La máquina de corte por láser de fibra es la herramienta que realiza el trabajo, y los láseres de fibra son el armazón de la herramienta integrada. Las aplicaciones más básicas de la máquina láser.
- La seguridad láser y la extracción de humos garantizan la total seguridad de los trabajadores.
- Se incluyen componentes mecánicos para automatizar actividades o facilitar la labor del operario.
- Los procedimientos láser se adaptan a tareas específicas.
El medio de amplificación de un láser de fibra es un núcleo de fibra óptica. Pueden componerse de elementos lantánidos de tierras raras en cables de fibra óptica. Los materiales dopantes de la fibra se eligen y dopan en un núcleo de fibra de vidrio que es ultrapuro. Esto permite alcanzar la longitud de onda y el nivel de potencia del láser elegidos. Los láseres de fibra suelen utilizarse con componentes de iterbio y erbio.
Ventajas del láser de fibra óptica
Los láseres de fibra se utilizan en una amplia gama de industrias, como la automovilística, aeroespacial, médica, joyera, maderera, etc. A continuación, hablamos brevemente de las ventajas de un grabador láser de fibra.
Compactibilidad
La máquina de corte láser de fibra tiene una pequeña huella y una estructura compacta. Puede encontrar la máquina de corte por láser de fibra del tamaño adecuado sin importar lo grande que sea su área reservada. Esto es ideal en muchos entornos en los que el espacio de fabricación es escaso.
Diversidad material
Los láseres de fibra pueden trabajar con muchos materiales diferentes: metales como aluminio, hierro, latón, acero inoxidable, titanio, etc., y no metales como vidrio, acrílico, caucho, etc.
Bajo coste
Los láseres de fibra son excelentes para reducir costes. Son una opción rentable con bajos gastos de mantenimiento y un alto rendimiento de la inversión. Los láseres de fibra también son más eficientes energéticamente que la maquinaria industrial tradicional. Esto ayuda a reducir los gastos operativos y la huella medioambiental.
¿Para qué sirve el láser de fibra óptica?
1. La ventaja más significativa de un láser de fibra es su gran estabilidad.
Normalmente necesitamos una fibra para mover con seguridad un rayo láser cuando queremos emitir uno. Otra opción es reflejarlo entre espejos, aunque esto requiere una alineación extremadamente precisa. El haz láser debe acoplarse al minúsculo núcleo de la fibra, lo cual es difícil y requiere un control delicado. Como resultado, los láseres típicos son extremadamente sensibles a los golpes y, una vez que la óptica se desalinea, es necesario recurrir a especialistas. En cambio, los láseres de fibra generan el haz dentro de la fibra y lo transmiten sin necesidad de utilizar ópticas complicadas o sensibles. Esto lo hace extremadamente estable y sencillo de manejar.
2. La gran calidad del haz de los láseres de fibra es la segunda razón por la que son útiles.
El haz puede crear y contener dentro un núcleo de fibra diminuto. Esto significa que el haz es excesivamente recto y, en la práctica, puede enfocarse en un punto muy pequeño. Cuanto más pequeño sea el punto, por ejemplo, mejor cortará el láser, pero esta cualidad es necesaria para muchas aplicaciones láser.
3. Los láseres de fibra óptica son cada vez más potentes.
Algunos láseres de fibra alcanzan los 1.000 vatios de potencia de salida (1 kW). Esta potencia es suficiente para cortar una pulgada de acero.
4. Son increíblemente eficientes y fáciles de enfriar, que es la cuarta razón.
Otros láseres pueden convertir sólo una pequeña parte de la potencia de entrada, pero los láseres de fibra pueden convertir el 70-80% de la potencia de entrada de la fuente de bombeo. El ahorro de energía también significa que se convierte menos energía en calor. Las fibras pueden ser muy largas, y el calor viaja a lo largo del hilo, evitando que se sobrecaliente y se rompa. Cuando se calientan, casi todos los materiales cambian sus características ópticas, lo que afecta a la calidad del haz.
¿Qué tipos de láser de fibra hay?
Las siguientes características pueden servir para clasificar los láseres de fibra en general.
Potencia del láser:
El material utilizado para mezclar la fuente láser influye en los láseres de fibra. Porque producen longitudes de onda distintas. Todos estos láseres pueden emplearse para diferentes aplicaciones.
La potencia media del rayo láser se mide en vatios. Denota la potencia del láser. Se puede tener un láser de fibra de 20 W, uno de 50 W, etc. Los láseres con potencias más altas producen más energía más rápidamente que los láseres con potencias más bajas.
Modos de funcionamiento:
Los distintos tipos de láser emiten el haz láser de distintas formas. Los láseres de fibra pulsados, como los láseres “q-switched”, “gain-switched” y “mode-locked”, pueden tener su haz láser pulsado a una frecuencia de repetición específica para conseguir una potencia pico elevada. También pueden ser continuos, lo que significa que pueden enviar la misma cantidad de energía de forma continua (láseres de fibra de onda continua).
Modo:
El tamaño del núcleo de la fibra (donde va la luz) en la fibra puede referirse como modo. Los láseres de fibra monomodo y los láseres de fibra multimodo son las dos modalidades. Los láseres monomodo suelen tener un diámetro de núcleo mayor (normalmente entre 50 y 100 micras), mientras que los láseres multimodo suelen tener entre 8 y 9 micras. Los láseres monomodo transmiten la luz láser con mayor eficacia y mejor calidad del haz. La potencia media de un haz de luz láser se mide en vatios. Hace un láser de fibra de 20 vatios, un láser de fibra de 50 vatios o un láser de 50 vatios.
Existen muchas clasificaciones de láseres de fibra.
Haga clic en los siguientes enlaces para ver ejemplos de láseres de fibra en productos.
- Máquina de marcado láser de fibra
- Máquina de marcado láser UV
- Máquina de marcado láser CO2
- Máquina de corte láser CO2
- Máquina de marcado láser Fly
- Mini grabador láser portátil
- Máquina de corte láser de precisión
- Máquina de soldadura láser
- Máquina de limpieza láser
- Máquina de soldadura por ultrasonidos
- Consumibles y accesorios láser
- Purificador de humo por láser
¿Cuál es la diferencia entre un láser de fibra y un láser de CO2?
La fuente que produce el haz láser es la principal diferencia entre los láseres de fibra y los de CO2. La fuente láser está formada por vidrio de cuarzo y elementos de tierras raras. La fuente de un láser de CO2 es una mezcla gaseosa de dióxido de carbono. Los láseres de fibra se clasifican como láseres de estado sólido debido al estado de su fuente, mientras que los láseres de CO2 se clasifican como láseres gaseosos. Estas fuentes láser producen diferentes longitudes de onda. Los láseres de fibra, por ejemplo, producen longitudes de onda más cortas, con algunas que van de 780 a 2200 nm. Los láseres de CO2 producen longitudes de onda más largas, que suelen oscilar entre 9.600 y 10.600 nm.
Pueden emplearse para diversas aplicaciones gracias a sus distintas longitudes de onda. Las actividades de procesamiento de metales, por ejemplo, suelen utilizar láseres de fibra de 1064 nm. El corte por láser es una excepción notable, ya que los láseres de CO2 suelen ser más adecuados para cortar metales. Los materiales orgánicos también responden bien a los láseres de CO2.
¿Qué son los parámetros láser?
Los parámetros utilizados por todos los láseres y aplicaciones láser no son los mismos. El corte por láser y el marcado por láser, por ejemplo, requieren ajustes distintos. Sin embargo, algunos factores son comunes a todos los láseres de fibra. He aquí una lista de los escenarios más probables con los que se encontrará:
Imagen por cortesía del Instituto Nacional de Normas y Tecnología
Modo de funcionamiento
La forma en que el rayo láser puede emitirse se conoce como modo de funcionamiento. Los láseres de fibra suelen funcionar en uno de estos dos modos: onda continua o pulsada.
Liberación continua e ininterrumpida del haz láser en modo de funcionamiento de onda continua. Es adecuado para aplicaciones como la soldadura y el corte por láser.
En el modo de funcionamiento pulsado, los pulsos cortos se liberan a una frecuencia de repetición específica. La mayor potencia pico del rayo láser pulsado lo hace perfecto para el grabado y la limpieza por láser.
Los parámetros de este modelo son los siguientes.
- Energía del pulso: Se refiere al número de milijulios de cada pulso. Un pulso suele contener 1 mJ de energía.
- La duración del pulso es la duración de cada pulso. También se conoce como anchura de pulso y longitud de pulso. La unidad de medida son los milisegundos. La potencia pico es mayor cuando pulsos más cortos concentran la misma cantidad de energía en un tiempo más corto. Todas las unidades de duración de pulso son microsegundos, nanosegundos, picosegundos y femtosegundos.
- Velocidad de repetición de impulsos: Es el número de impulsos que puede emitir cada segundo. También puede llamarse frecuencia de impulsos y se mide en kHz. 100.000 impulsos por segundo equivalen a 100 kHz.
Potencia
La potencia láser es la cantidad de energía que un láser puede producir en un segundo. También se denomina “potencia media” o “potencia de salida”.
La potencia pico, que es un parámetro independiente, también puede indicar el uso de láseres pulsados. La potencia pico de un pulso es la cantidad de energía que puede suministrar. Un láser de fibra pulsado de 100 W, por ejemplo, puede alcanzar fácilmente una potencia pico de 10.000 W. Esto se debe al hecho de que, a diferencia de los láseres de onda continua, los láseres pulsados no distribuyen uniformemente la energía a lo largo del tiempo.
Calidad del haz
La calidad del haz determina lo cerca que está el haz de un haz gaussiano. Esto es importante en aplicaciones prácticas porque muestra el grado de concentración del haz láser.
Una calidad perfecta del haz se expresa matemáticamente como M 2 = 1. Un rayo láser bien enfocado concentra más energía en un área más pequeña. El grabado por láser y la limpieza por láser requieren un haz láser de alta calidad, aunque la soldadura por láser y otras aplicaciones que no requieren ablación pueden beneficiarse de una menor calidad del haz.