Aplicación de láser en el procesamiento de metales no ferrosos

Los diodos láser de alta potencia están desempeñando un papel cada vez más importante como fuentes de luz para los sistemas láser de procesamiento de materiales.Varillas láser infrarrojasTienen una potencia óptica extremadamente alta, y su potencia y eficiencia ahora han alcanzado un nivel completamente nuevo. También es de notaLa varilla láser de longitud de onda azul, Que puede alcanzar potencias ópticas de hasta 100 vatios (W) en el laboratorio, un gran salto adelante.

Vigas de alta energía para el procesamiento de materiales

La alta densidad de potencia hace que la radiación láser sea una herramienta eficiente para entregar una cantidad cuantitativa de energía a áreas específicas de la pieza de trabajo y calentar con precisión estas áreas sin contacto. Las aplicaciones típicas incluyen grabado, recubrimiento, soldadura y corte de varios metales y plásticos. En la actualidad, la aplicación de láseres semiconductores de alta potencia es cada vez más extensa, se puede utilizar directamente para el procesamiento de láser y también se puede utilizar para bombear láseres de fibra o de estado sólido. En comparación con los láseres de CO2 o los láseres de estado sólido bombeados por lámpara de Flash, es más eficiente y más compacto. Los parámetros centrales de los diodos láser para el procesamiento de materiales incluyen longitud de onda, potencia óptica, eficiencia de conversión electroóptica (WPE) y calidad del haz. Estos son parámetros necesarios para medir la eficiencia y la rentabilidad de un sistema completo. Una mayor potencia óptica y eficiencia reducen el número de chips láser necesarios en el sistema, reduciendo así los costes de acoplamiento y refrigeración y la complejidad del sistema óptico. La calidad del haz determina la cantidad de potencia del láser que se puede acoplar a la fibra, y la longitud de onda adecuada asegura que el material de procesamiento absorba completamente la energía del láser.

Láseres azules para el procesamiento de metales no ferrosos

El cobre es una de las materias primas más importantes en la ingeniería eléctrica y juega un papel central en, por ejemplo, la transmisión de energía en baterías, motores o disyuntores. Pero el cobre refleja una gran cantidad de longitudes de onda infrarrojas, y si se utiliza un láser infrarrojo para el procesamiento, se requiere una potencia láser muy alta. Además, la controlabilidad del proceso es relativamente pobre. Una vez que el cobre se derrite a altas temperaturas, se forma porosidad y salpicaduras, y la mala calidad de la soldadura también puede afectar propiedades como la conductividad eléctrica. El cobre, por otro lado, absorbe la luz azul hasta 12 veces más que la luz infrarroja, lo que permite la mayor eficiencia del sistema en el procesamiento. En la actualidad, la potencia óptica de los láseres semiconductores industriales azules puede alcanzar entre varios cientos de vatios y varios kilovatios. El desarrollo de diodos láser azules básicos de alta potencia es una tarea clave, y la eficiencia de salida y la potencia de los diodos láser azules se han mejorado enormemente. Para utilizar fuentes de luz láser de diodo industrial para el procesamiento de metales no ferrosos, deben continuar mejorando sus niveles de rendimiento. Similar a los sistemas de infrarrojos, los sistemas de luz azul también dependen de varillas láser de alta potencia. La barra láser azul tiene una potencia de salida de 50 W y una eficiencia de trabajo de onda continua (CW) de 38% a 25 ° C. Las varillas láser de alta potencia son la primera opción para construir fuentes láser compactas de alta potencia de salida.

Los láseres infrarrojos superan los límites de eficiencia

Los láseres de diodo infrarrojo se han utilizado en el procesamiento de materiales industriales durante muchos años. A medida que estos sistemas se generalizan, el costo y la eficiencia energética del sistema en general se convierten en un foco. La cartera actual de productos infrarrojos para el procesamiento de materiales incluye varillas láser de alta potencia en longitudes de onda de 800 a 1060 nm, con potencias ópticas de hasta 250 W, con eficiencias de 60% a 808 nm y más de 65% a 900 nm. Además, hay una mini-varilla diseñada para un acoplamiento eficiente de la viga en la fibra, que puede alcanzar hasta 500 W de potencia bajo una operación cuasi-CW. Son adecuados para aplicaciones como impresión, bombeo, aplicaciones cosméticas como depilación o teledetección. Las emisiones individuales a 915 y 976 nm tienen diferentes anchos de punto de emisión para acoplarse en diferentes geometrías de fibra.