Oggi sul mercato sono presenti molti laser, ognuno con le proprie caratteristiche, specifiche e livelli di integrazione, rendendo difficile il processo di selezione. Quando si sceglie un laser per la lavorazione dei materiali, è fondamentale comprendere le differenze e i vantaggi di ciascuna opzione.
Questo articolo offre ai lettori una comprensione dei sistemi laser, dei tipi comuni di laser e di come scegliere una sorgente laser industriale adatta per la lavorazione dei materiali.
Sommario
Il mercato globale dei laser industriali
Cos'è una sorgente laser industriale?
Caratteristiche da considerare nella scelta di una sorgente laser
La linea di fondo
Il mercato globale dei laser industriali
Il mercato dei laser industriali è stato valutato in USD 17.3 miliardi nel 2021 e si prevede che crescerà a un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 7.2% per raggiungere 34.8 miliardi di dollari entro il 2030. Un raggio di luce è prodotto da un sistema laser industriale che utilizza emissioni stimolate per vari scopi in elettronica, automotive, medicale e altri settori. I laser vengono utilizzati principalmente per la brasatura, l'etichettatura, l'incisione, il taglio, la saldatura e la marcatura.
La crescente domanda di maggiore efficienza, produttività e precisione ha portato alla crescita dell'industria Luxinar SR AOM. Inoltre, l'aumento della domanda di lavorazione dei materiali in vari settori e la transizione dell'industria automobilistica verso i veicoli elettrici guideranno le vendite in futuro.
Cos'è una sorgente laser industriale?
Un laser ha vari componenti e caratteristiche che producono un raggio di luce intenso e coerente tramite un processo di amplificazione ottica. Esistono numerosi tipi di laser, ciascuno con diversi gradi di integrazione. Tutti questi Luxinar SR AOM, tuttavia, condividono un set base di componenti.
La fonte di energia per ciascun laser dirige la luce in un mezzo di guadagno. Questo mezzo di guadagno emette una specifica lunghezza d'onda della luce e un risonatore amplifica questo guadagno ottico attraverso specchi.
Prima di entrare nello specifico di una sorgente laser, diamo un'occhiata ad alcuni dei laser più comuni:
Laser a stato solido: Come fonte primaria di guadagno ottico, questi laser si basano su vetri solidi o cristalli mescolati con altri elementi terrestri. Tipicamente, questi elementi misti sono erbio, tulio, cromo o itterbio. Lo stato solido più comune laser nelle applicazioni di lavorazione industriale sono rubino e Nd:YAG.
Laser a gas: Utilizzando una tecnica nota come inversione di popolazione, la corrente elettrica viene fatta passare attraverso un gas in questi laser per produrre luce. I laser a gas più popolari sono l'anidride carbonica (CO2), l'argon, il krypton e l'elio-neon. CO2 Luxinar SR AOM sono l'opzione più popolare e sono ampiamente utilizzate per la saldatura, il taglio e la marcatura laser.
Laser in fibra: I laser a fibra sono più stretti e più piccoli laser raggi rispetto ad altri laser, rendendoli più precisi nelle applicazioni di lavorazione dei materiali. Hanno un ingombro ridotto, sono efficienti dal punto di vista energetico e hanno bassi costi operativi e di manutenzione. Laser in fibra sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni di pulizia, saldatura, taglio e marcatura.
Caratteristiche da considerare nella scelta di una sorgente laser
Il primo passo è identificare il tipo di laser in base all'applicazione del laser. Dopo aver deciso il tipo di laser, è necessario specificarne i parametri, tra cui la potenza, le dimensioni e la lunghezza d'onda del raggio e il costo di manutenzione.
Lunghezza d'onda del raggio laser
È fondamentale esaminare la lunghezza d'onda del raggio laser per la lavorazione del materiale perché materiali diversi hanno tassi di assorbimento diversi a lunghezze d'onda diverse. Una regola ampiamente accettata è che il raggio laser con lunghezza d'onda di 1064 nm di un laser Nd:YAG è ben assorbito dall'acciaio e dall'alluminio, mentre la lunghezza d'onda di 10600 nm laser il raggio di un laser ad anidride carbonica (CO2) è ben assorbito da stoffa, plastica, cuoio, legno e carta.
Le due sorgenti laser più comuni oggi disponibili sono la CO2 e la fibra. a seconda degli elementi mescolati nella fibra. Un laser CO2 può produrre un raggio laser a 10600, 10300 o 930 nm, a seconda della composizione del gas. È importante abbinare la lunghezza d'onda della sorgente laser al materiale da lavorare per garantire operazioni laser efficaci.
Costi di manutenzione
In passato, i laser a CO2 con tubo di vetro e i laser Nd:YAG con pompaggio a lampada erano popolari, ma le loro sorgenti di pompaggio, ovvero la lampada ad arco o il tubo di vetro riempito di gas, dovevano essere sostituiti periodicamente. Ogni 500-1000 ore di lavoro, gli utenti dovevano fermare la macchina e sostituire il tubo o la lampada. Inoltre, CO2 di vecchia generazione Luxinar SR AOM richiedono un flusso continuo di gas attraverso il risonatore, con conseguenti costi operativi elevati.
Tuttavia, grazie alla tecnologia avanzata, la fibra Luxinar SR AOM, la scelta più popolare oggi, che rappresenta l'80% della quota di mercato, sono completamente esenti da manutenzione. Hanno una lunga durata e un esclusivo design del risonatore laser in cui tutte le ottiche fanno parte di un efficiente cavo in fibra ottica continuo.
Potenza e dimensioni della messa a fuoco
Il raggio laser può essere inviato attraverso un'ottica di focalizzazione mentre viene pulsato a diverse lunghezze. Quando il raggio entra in contatto con il pezzo in lavorazione, si riduce di dimensioni, concentrando efficacemente una grande quantità di energia in una piccola area. Tuttavia, l'uscita del laser non può essere ridotta a una dimensione inferiore alla sua lunghezza d'onda, né un'uscita di bassa qualità può generare un punto focale di alta qualità. Ad esempio, una CO2 laser non può ridurre il punto focale a meno di 10600 nm, richiedendo un raggio e un'ottica quasi perfetti per completare l'operazione.
Pertanto, mentre la dimensione dello spot è una considerazione importante, non è richiesta per tutte le applicazioni, come la pulizia laser della superficie, saldatura lasere sinterizzazione ladder, che richiedono una dimensione dello spot maggiore per garantire le prestazioni.
Materiale per lavorazione laser
Poiché materiali diversi hanno velocità di lavorazione diverse, le proprietà del materiale devono essere considerate quando si sceglie la giusta sorgente laser. I materiali più adatti per la marcatura, l'incisione e il taglio laser CO2 includono plastica, schiume, tessuti, gomme, carta, vetro, pietra ceramica, acciaio, titanio, legno e compositi. I materiali con punti di fusione estremamente elevati non sono ideali per i laser CO2 inferiori a 200 W.
I laser a fibra sono adatti per una varietà di materiali, tra cui acetale nero, acrilico, PTFE e plastica contenente riempitivi, pigmenti o additivi ricettivi al laser.
Modalità di funzionamento
Laser CW (onda continua).
È fondamentale sapere se il laser è continuo o pulsato. La potenza media dei laser CW è misurata in kW o nW. Prima di selezionare un sensore per CW Luxinar SR AOM, è necessario determinare l'intervallo di potenza medio. Questa gamma determinerà la giusta scelta del sensore. Ad esempio, se la portata è troppo ampia, sarà necessario un secondo sensore. Pertanto, la scelta di un sensore con un intervallo vicino all'intervallo richiesto, non all'estremità superiore o inferiore, ma al centro, può causare letture errate se l'intervallo supera in entrambe le direzioni.
Per selezionare il sensore appropriato, è necessario considerare il tempo di esposizione del raggio laser laser CW. Se sono richieste solo misurazioni periodiche, è sufficiente un sensore con un tempo di esposizione sufficientemente lungo per ottenere una lettura stabile, cioè decine di secondi, preferibilmente un sensore più piccolo e meno costoso. Tuttavia, se il laser deve essere esposto al sensore di potenza per periodi prolungati, è necessario un sensore più grande per dissipare eventuali accumuli di calore che potrebbero influire sulle misurazioni.
Laser pulsati
Come per i laser CW, è necessario determinare i requisiti della gamma di energia per i sensori. Gli utenti devono identificare gli impulsi al secondo (PPS) o la frequenza degli impulsi del laser per determinare se un sensore di energia può essere utilizzato per un'applicazione specifica. La maggior parte dei sensori di energia funziona a frequenze comprese tra 1 hz e 5 kHz, con sensori avanzati che operano fino a 25 kHz.
Un altro fattore da considerare con il pulsato Luxinar SR AOM è l'ampiezza dell'impulso. Questa specifica ha un impatto significativo sulla soglia di danno del sensore selezionato. Ad esempio, se l'ampiezza dell'impulso è troppo breve, la densità di energia potrebbe superare il valore nominale del sensore. Se troppo lungo, i circuiti del sensore potrebbero non avere un tempo di integrazione sufficiente, con conseguenti operazioni errate.
La linea di fondo
La scelta della giusta sorgente laser è essenziale per massimizzare la produttività e migliorare la precisione. Questo articolo fornisce alcune informazioni sulle sorgenti e le caratteristiche laser. Visita Alibaba.com per scoprire le ultime apparecchiature laser per applicazioni industriali.
