Um equipamento ideal para fabricação de metal pode trazer muito mais do que altos lucros. Nos últimos anos, Máquina de corte a laser de fibra O laser de fibra tem se tornado cada vez mais popular no processamento de metais. Sabemos que o laser de fibra é um tipo de laser ideal que atende a todos os requisitos de tamanho reduzido, alta eficiência, alta confiabilidade, alta qualidade do feixe e alta potência de saída, amplificando a luz de comprimentos de onda específicos na fibra. Mas o que exatamente isso significa? Vamos descobrir juntos.
O que é uma máquina de corte a laser de fibra?
A fibra óptica é geralmente uma fibra sólida de vidro fabricada com SiO2 como material de matriz, amplamente utilizada em comunicações por fibra óptica. O princípio de propagação da luz é o mecanismo de reflexão interna total. Ou seja, quando a luz incide de um meio com alta densidade de luz e alto índice de refração para um meio com menor densidade de luz e baixo índice de refração, em um ângulo maior que o ângulo crítico, ocorre a reflexão total. Toda a luz incidente é refletida de volta para o meio com alta densidade de luz e baixo índice de refração.
A fibra óptica pode ser dividida em fibra monomodo e fibra multimodo. A fibra monomodo possui um núcleo de diâmetro pequeno e transmite apenas um modo de luz, com pequena dispersão entre os modos. Já a fibra multimodo possui um núcleo de diâmetro maior, o que permite a transmissão de múltiplos modos de luz, porém com uma dispersão relativamente grande entre eles.
O modo de transmissão do laser de fibra consiste em utilizar a fibra para conduzir o feixe de laser. De forma geral, o princípio é envolver uma camada de cristal YAG nos anéis interno e externo da fibra óptica, de modo que a fonte de luz possa iluminar o cristal YAG através da fibra óptica para gerar o laser, e simultaneamente, a condução por refração repetida ocorre na fibra óptica.
O princípio de funcionamento do laser de fibra baseia-se principalmente em sua estrutura especial. O laser é composto por três partes: material de trabalho, fonte de bombeamento e ressonador. E suas funções específicas são as seguintes:
- A fibra de ganho é o meio de ganho que gera fótons.
- A luz de bombeamento atua como uma energia externa para fazer com que o meio de ganho alcance a inversão de população, ou seja, a fonte de bombeamento.
- O ressonador óptico é composto por dois espelhos, e sua função é realizar o feedback e a amplificação de fótons no meio de trabalho.
Quais são as diferenças entre laser de fibra, laser de CO2 e laser de estado sólido YAG?
Ainda não tem certeza de qual tipo de cortadora a laser é a ideal para você? Acha que a máquina de corte a laser de fibra é muito cara, mas os resultados do corte a laser de CO2 ou YAG não atendem às suas expectativas? Esperamos que as informações a seguir ajudem você a entender melhor.
O laser de fibra pertence à classe dos lasers de estado sólido. Ele gera um feixe de laser a partir de um laser semente, que é então amplificado em uma fibra de vidro especialmente projetada para fornecer energia através de um diodo de bombeamento. O laser de fibra possui um comprimento de onda de 1,064 micrômetros, o que permite produzir um diâmetro de ponto focal muito pequeno. Sua intensidade é mais de 100 vezes superior à de um laser de CO2 com a mesma potência média. Além disso, o laser de fibra possui uma vida útil excepcionalmente longa, de pelo menos 25.000 horas-homem de processamento a laser. O laser de CO2 é um laser a gás baseado em uma mistura de dióxido de carbono excitada por descarga elétrica. Ele possui um comprimento de onda de 10,6 micrômetros e é indicado principalmente para o processamento de materiais não metálicos e da maioria dos plásticos.
O laser de CO2 possui eficiência relativamente alta e excelente qualidade de feixe. Portanto, é um dos dispositivos a laser mais utilizados.
O laser YAG também é um tipo de laser de estado sólido, cujo nome deriva do elemento dopante neodímio e do cristal portador. Possui um comprimento de onda de 1,064 micrômetros, o mesmo do laser de fibra, o que o torna adequado para marcação de metais e plásticos. Ao contrário do laser de fibra, esse tipo de dispositivo a laser inclui diodos de bombeamento relativamente caros, que são consumíveis. Eles precisam ser substituídos após cerca de 8.000 a 15.000 horas de operação. Comparado ao laser de fibra, o laser YAG tem uma vida útil mais curta e é mais adequado para metais e metais revestidos.
Aqui estão algumas comparações específicas de parâmetros.
O que pode ser feito com uma máquina de corte a laser de fibra?
Como mencionado anteriormente, o comprimento de onda do laser de CO2 e do laser de estado sólido, como o YAG ou o laser de fibra, determina que o primeiro seja absorvido mais facilmente por materiais não metálicos, podendo cortar materiais como madeira, acrílico, PP, vidro orgânico, etc., com alta qualidade, enquanto o segundo não é absorvido facilmente por esses materiais. Além disso, a diferença entre os comprimentos de onda dos dois lasers é de uma ordem de grandeza, o que aumenta consideravelmente a flexibilidade do processamento com laser de fibra.
No entanto, tanto o laser de CO2 quanto o laser YAG são ineficazes ao lidar com materiais altamente reflexivos, como cobre e alumínio puro. O laser de CO2 invariavelmente falha ao cortar materiais altamente reflexivos, pois a energia ou o feixe transmitido ao material é refletido de volta. O laser YAG, por sua vez, é utilizado apenas para o corte de chapas finas com menos de 8 mm de espessura.
Máquina de corte a laser de fibra CNC não possui essas limitações.
No entanto, a Senfeng não recomenda o uso de laser de fibra para o corte prolongado de materiais altamente reflexivos. A chamada alta reflexão tem pouca relação com a lisura da superfície de corte da chapa, e se deve principalmente ao fato de o comprimento de onda do laser não estar dentro da faixa de absorção ideal desses materiais. A maior parte da energia é refletida, o que pode danificar a lente protetora na frente da cabeça do laser. Se usado por um longo período, o efeito de corte não será o esperado e o consumo de consumíveis aumentará.
Da mesma forma, os equipamentos de corte a laser de fibra não conseguem processar materiais não metálicos, como tecidos, couro e pedras, e as vantagens do corte de materiais não metálicos não são óbvias.
Quais são as vantagens do laser de fibra?
Comparado com os lasers de estado sólido anteriores, o laser de fibra possui inúmeras vantagens.
1. Excelente qualidade do feixe: A estrutura de guia de ondas da fibra determina que o laser de fibra obtém facilmente uma saída de modo transversal único e é menos afetado por fatores externos, o que permite alcançar uma saída de laser de alto brilho.
2. Alta eficiência: Sua eficiência de conversão eletro-óptica atinge 30%, que é várias vezes maior do que a de uma máquina de corte a laser tradicional, enquanto o custo operacional total é de apenas 15% de uma cortadora a laser tradicional.
3. Excelente dissipação de calor: O laser de fibra utiliza fibras finas de elementos de terras raras como meio de ganho, o que proporciona uma relação área/volume muito grande. Essa relação é cerca de 1000 vezes maior que a de um laser de estado sólido tradicional, conferindo-lhe uma vantagem natural na dissipação de calor. Em potências médias e baixas, não é necessário resfriamento especial da fibra óptica, enquanto que, em altas potências, o resfriamento a água é utilizado para evitar eficazmente a redução da qualidade e da eficiência do feixe causada pelos efeitos térmicos comuns em lasers de estado sólido.
4. Estrutura compacta e alta confiabilidade: A fonte de bombeamento também é um laser semicondutor de tamanho reduzido e fácil de modularizar. Combinado com a Grade de Bragg em Fibra (FBG) e outros dispositivos de fibra óptica, basta soldar esses dispositivos entre si para obter lasers totalmente em fibra. A alta imunidade a interferências e a alta estabilidade reduzem o tempo e os custos de manutenção.
Quais são as desvantagens do laser de fibra?
Toda moeda tem dois lados. Aqui estão algumas desvantagens do laser de fibra.
1. O preço é mais alto: Os custos de produção e desenvolvimento do laser de fibra, bem como os custos das peças de reposição, são muito maiores do que os de outros lasers.
2. Devido ao pequeno núcleo da fibra, a energia de seu pulso único é muito pequena em comparação com os lasers de estado sólido.
3. Limitações no corte de materiais em chapa. Geralmente, essas limitações se restringem ao setor de processamento de metais e dificilmente fazem diferença no processamento de materiais não metálicos, como plástico, papel ou tecido.
Qual é a espessura máxima que a máquina de corte a laser de fibra consegue cortar?
Diferentes dispositivos de corte a laser produzem resultados distintos. Consulte a tabela abaixo para saber mais sobre cada tipo de cortadora a laser de fibra.
No processo de aplicação prática, a capacidade de corte de equipamentos de corte a laser de fibra também está relacionada à qualidade da máquina de corte, ao tipo de laser, ao ambiente de corte, à velocidade de corte e a outros fatores. O uso de gás auxiliar também pode melhorar a capacidade de corte em certa medida, portanto, não existe um padrão absoluto para determinar a espessura de corte. Por exemplo, o corte de aço carbono depende principalmente da combustão do oxigênio, enquanto o corte de aço inoxidável depende principalmente da potência. Geralmente, uma máquina de corte a laser de fibra de 1000 W pode cortar chapas de aço carbono com cerca de 10 mm de espessura, e as chapas de aço inoxidável são um pouco mais difíceis de cortar. Para aumentar a espessura de corte, isso ocorre em detrimento do acabamento da borda e da velocidade.
Para saber mais sobre nossos produtos, visite e inscreva-se em nosso canal. Canal do YouTube
