Il laser giusto per l'incisione dei metalli
17 settembre 2023
Funzionalità del laser a fibre,
Cosa sono i laser in fibra?
Laser a fibra sono più frequentemente indicati come Laser di etichettatura utilizzato per la marcatura e l'incisione laser di vari materiali, in alternativa anche come laser da taglio per i metalli. Marcature laser precise e durature rendono questo tipo di laser popolare in molti settori industriali.
Funzione e struttura del laser a fibre
Spieghiamo la struttura di un laser a fibre e il modo in cui un laser a fibre produce radiazioni.
Laser a fibra con una lunghezza d'onda di 1064 nanometri (nm) funzionano con una speciale fibra di vetro composta da tre strati: il nucleo, il rivestimento e il cladding. Il nucleo è la parte interna della fibra di vetro in cui viene trasportata la luce. Il rivestimento è uno strato intorno al nucleo che aiuta a mantenere la luce nel nucleo e a guidarla lungo la fibra di vetro. Il rivestimento protegge la fibra di vetro e garantisce che rimanga flessibile e, in una certa misura, piegabile.
All'interno del nucleo sono presenti minuscole particelle chiamate itterbio (drogaggio). Quando la luce passa attraverso la fibra, queste particelle di itterbio vengono eccitate.
I risultati stimolati dalla Itterbio Particelle Le particelle di luce rilasciate saltano attraverso il nucleo e incontrano altre particelle di itterbio eccitate. La reazione a catena che ne deriva produce sempre più energia sotto forma di luce.
Infine, questa luce amplificata viene fatta uscire attraverso un lato della fibra. La luce prodotta è invisibile perché si trova nella gamma degli infrarossi.
Questo tipo di laser viene utilizzato in vari settori, come ad esempio nell'industria per il taglio o l'ablazione dei metalli.
Laser in fibra MOPA o laser in fibra Q-Switched le differenze
I laser in fibra MOPA e Q-switched sono due tipi diversi di laser in fibra che utilizzano metodi diversi per generare il raggio laser. I sistemi MOPA sono spesso la scelta migliore grazie alle loro opzioni di controllo più precise.
Laser a fibra come variante MOPA
Con i laser in fibra MOPA, la luce laser viene generata lentamente e in modo controllato e poi amplificata di nuovo, come se si aprisse lentamente un rubinetto e poi si aumentasse il flusso dell'acqua. Ciò consente un controllo preciso dell'energia e della durata dell'impulso. Questa flessibilità rende i laser MOPA ideali per le applicazioni che richiedono un controllo preciso dell'emissione luminosa, come la marcatura laser dei prodotti o la lavorazione dei materiali. I sistemi MOPA offrono anche una migliore riproducibilità dei parametri laser per lunghi periodi di utilizzo. I laser in fibra MOPA vantano ampie gamme di frequenza e una larghezza d'impulso variabile, che consentono di creare eccellenti marcature di ricottura e di marcare al laser una varietà di materie plastiche.
Laser a fibra come Q-Switched
I laser in fibra Q-switched, invece, generano impulsi di luce molto veloci e forti, simili a un flash che si accende brevemente e poi scompare. Questi impulsi brevi e intensi sono adatti ad applicazioni che richiedono un'elevata potenza di picco, come l'incisione profonda dei metalli. Tuttavia, i laser in fibra Q-switched offrono una minore flessibilità in termini di controllo dell'energia dell'impulso e della durata dell'impulso rispetto ai laser MOPA. La larghezza dell'impulso è fissa e non regolabile e la gamma di frequenza è piuttosto ridotta rispetto a un dispositivo MOPA.
Dovreste acquistare questo laser in fibra
In sintesi, i laser in fibra MOPA offrono un controllo preciso e una migliore riproducibilità dei parametri luminosi, mentre i laser in fibra Q-switched sono adatti per applicazioni ad alta potenza di picco ma offrono una minore flessibilità di controllo. In definitiva, la scelta tra i due sistemi dipende dai requisiti specifici dell'applicazione. Di norma, tuttavia, una variante MOPA è la scelta migliore per la maggior parte degli utenti.
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Laser in fibra - aree di utilizzo e applicazioni
Dove e per cosa vengono utilizzati i laser in fibra?
- Laser a fibra per la marcatura laser industriale
I laser a fibra sono utilizzati nell'industria per la marcatura laser su metalli, plastica, ceramica, vetro e altri materiali. Possono applicare loghi, numeri di serie, codici a barre, codici QR, testi e altre informazioni in modo preciso e permanente. - Marcatura dei componenti con laser in fibra nell'industria automobilistica
Nell'industria automobilistica, i laser in fibra vengono utilizzati per la marcatura o l'incisione laser di pezzi di ricambio, componenti e utensili. Può trattarsi, ad esempio, di blocchi motore, componenti di trasmissione, valvole o parti in plastica. Le marcature laser sono utilizzate per la tracciabilità, l'identificazione e la garanzia di qualità. - Etichettatura dei prodotti nell'industria elettronica
I laser a fibra sono utilizzati per la marcatura laser di componenti elettronici, circuiti stampati e microchip. Possono applicare codici minuscoli, numeri di serie o informazioni specifiche senza danneggiare i componenti sensibili. - Marcatura di dispositivi e strumenti medici
I laser a fibra sono utilizzati nella tecnologia medica per la marcatura laser di strumenti chirurgici, dispositivi medici, impianti o imballaggi. Le marcature precise consentono una chiara identificazione, tracciabilità e sterilizzazione. - I laser a fibra nell'industria della gioielleria e dell'orologeria
I laser a fibra sono utilizzati per l'incisione laser individuale di gioielli, orologi, metalli preziosi e pietre preziose. Possono applicare dettagli fini, motivi e informazioni personalizzate. - Industria dell'imballaggio
I laser a fibra consentono la marcatura laser di imballaggi, etichette e pellicole. Ad esempio, possono applicare informazioni sul produttore, date di scadenza, codici di lotto o loghi. - Industria alimentare e delle bevande
I laser a fibra sono utilizzati per la marcatura di alimenti e bevande, in particolare di bottiglie di vetro, lattine e imballaggi. Possono applicare con precisione codici a barre, informazioni sul prodotto, numeri di serie o etichettatura di qualità.
Le aree di applicazione dei laser in fibra per la marcatura e l'incisione laser sono diverse e si estendono a vari settori industriali. Le marcature precise e permanenti consentono di migliorare la tracciabilità, l'identificazione, il controllo di qualità e il marchio di prodotti e componenti.
Quali materiali possono essere lavorati dai laser in fibra
I laser in fibra MOPA sono versatili e possono lavorare un'ampia gamma di materiali per diverse applicazioni.
I laser a fibra possono incidere, incidere in profondità, temprare e decotare (ad esempio, componenti verniciati o rivestiti a polvere).
Di seguito sono riportati alcuni esempi di materiali che possono essere lavorati con un laser a fibre:
Marcatura di metalli e plastiche con laser in fibra
- Metalli: acciaio, acciaio inox, alluminio, rame, ottone, titanio
- Plastiche: acrilico, ABS, PET, PETG, PC, PMMA e molte altre. (con larghezza d'impulso regolabile)
- Ceramica
Incisione profonda con laser a fibra
- Metalli: acciaio, acciaio inox, alluminio, rame, ottone
- Altri metalli duri
- Ceramica
- Plastica dura
Marcatura di ricottura con laser in fibra MOPA
- Acciaio inox
- Alluminio anodizzato
- Titanio
- ottone
Decoating di superfici rivestite con laser a fibra
- Rivestimenti colorati: Pitture, vernici, rivestimenti in polvere
- Strati di ossidazione: Strati anodizzati su metalli
- Rivestimenti protettivi: Lacche protettive, rivestimenti in plastica
- Tracce conduttrici: Tracce elettroniche su circuiti stampati
- Paste termoconduttive: connessioni termiche su componenti elettronici
L'esatta lavorabilità dipende da vari fattori, tra cui la potenza, l'ottica di focalizzazione, i parametri del laser e i requisiti specifici dell'applicazione.
Di quanta potenza/watt ha bisogno un laser in fibra?
Quando si sceglie un laser a fibre per Incisioni laser e la marcatura laser di plastica e metalli, sono disponibili diverse potenze laser. L'esatta potenza laser necessaria dipende da vari fattori. Tra questi, il materiale da lavorare, la profondità di incisione desiderata e la velocità di produzione.
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- Laser in fibra a bassa potenza (fino a 20W)
I laser in fibra a bassa potenza in questa fascia di potenza sono adatti per la marcatura laser semplice su plastica e rivestimenti metallici sottili. Questi laser sono generalmente convenienti e ideali per gli ambienti di produzione più piccoli o per l'uso in laboratorio.
L'area di incisione non deve superare i 110 x 110 mm. - Laser in fibra a media potenza (fino a 60W)
I laser a fibre ottiche di media potenza sono compresi tra 30 e 60 watt. Offrono una buona combinazione di potenza e precisione e sono adatti all'incisione di metalli come acciaio inossidabile, alluminio e ottone. Questi laser sono generalmente versatili e vengono spesso utilizzati nell'industria. Un sistema da 60 W può essere considerato un buon tuttofare. In generale, i laser a fibra inferiori a 30W non dovrebbero essere utilizzati per applicazioni commerciali o industriali, per poter reagire in modo flessibile ai cambiamenti. - Laser in fibra ad alta potenza (> 80W)
I laser a fibra di questa classe di prestazioni sono in grado di eseguire incisioni profonde e molto veloci nei metalli. Offrono un'elevata velocità di produzione e sono ideali per applicazioni impegnative nella lavorazione dei metalli e nella produzione industriale.
I laser con questa potenza sono spesso utilizzati anche nel settore della gioielleria per tagliare lastre sottili fino a 1 mm, ad esempio per le catene di nomi.
- Laser in fibra a bassa potenza (fino a 20W)
È importante notare che la potenza esatta del laser dipende anche da altri fattori, come il diametro del fascio e la focalizzazione del laser. Ad esempio, un diametro del fascio più ampio può essere vantaggioso per alcune applicazioni, mentre un fascio focalizzato più stretto offre una maggiore densità di energia.
Quando si sceglie la potenza del laser, è necessario considerare i requisiti specifici della propria applicazione, i materiali che si desidera lavorare e la velocità di produzione desiderata. È consigliabile rivolgersi a un esperto per determinare la potenza laser ottimale per le proprie esigenze specifiche.
Durata di vita di un laser a fibra
La durata di vita dei laser può variare notevolmente ed è influenzata da diversi fattori, tra cui il tipo di laser, la qualità dei componenti utilizzati, le condizioni operative e la manutenzione. Di seguito sono riportate le stime approssimative della durata di vita dei laser a fibra, dei laser CO2 (a tubo di vetro e a tubo metallico) e dei laser UV:
La durata di vita dei laser in fibra è generalmente molto lunga, soprattutto se la manutenzione è corretta. I laser in fibra di alta qualità possono spesso raggiungere una durata di vita fino a > 80.000 ore di funzionamento. Tuttavia, fattori come il raffreddamento e le condizioni dei componenti ottici possono influenzare fortemente la durata di vita.
Laser a fibra del produttore tedesco
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Laser a fibre Gravis
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I laser di etichettatura GRAVIS come soluzione completa.
Grazie alla moderna MOPA tecnologia può essere realizzata con la Gravis produrre marcature laser precise, ad alto contrasto o anche colorate, incisioni o colori di ricottura.
Disponibile opzionalmente in Classe di protezione laser 1 o 2, questo laser di marcatura offre una soluzione sicura per molte applicazioni in azienda.
L'asse X opzionale consente di creare ampi campi di etichettatura anche con ottiche piccole, ideali per la produzione in serie o per componenti di grandi dimensioni.
Laser a fibra INTEGRA
Marcatore laser stand-alone come laser di integrazione
INTEGRA MK2 come soluzione stand-alone o di integrazione.
È possibile programmare liberamente vari ingressi e uscite utilizzando il controllo PLC integrato.
Ideale se il marcatore laser deve essere utilizzato in una catena di processo esistente, ad esempio in combinazione con la robotica.
Grazie alle connessioni di interblocco esistenti, questo laser di marcatura può essere integrato non solo in modo semplice ma anche sicuro in locali o armadi di sicurezza per laser.
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