Laser a fibra: come funziona, vantaggi e campi di applicazione

Scoprite tutto sui laser in fibra, il loro funzionamento, i vantaggi e le aree di applicazione nell'industria, nel settore dei metalli e altro ancora.

Cosa sono i laser in fibra?

Laser a fibra sono spesso indicati come Laser di etichettatura utilizzati. Vengono utilizzati per marcare e incidere vari materiali. Possono anche essere utilizzati come laser da taglio per i metalli. Marcature laser precise e permanenti rendono questo tipo di laser popolare in molti settori industriali.

Spiegazione della funzione e della struttura del laser a fibre

Come un laser a fibra produce radiazioni

Laser a fibra con una lunghezza d'onda di 1064 nanometri (nm) utilizzano una speciale fibra di vetro.
Questa fibra di vetro ha tre strati: il nucleo, la guaina e il rivestimento.

Il nucleo è la parte interna della fibra di vetro in cui viene trasportata la luce. Il rivestimento è uno strato che circonda il nucleo.

Aiuta a mantenere la luce nel nucleo. Inoltre, guida la luce lungo la fibra di vetro.
Questa guaina protegge la fibra di vetro. Assicura che la fibra di vetro rimanga flessibile e piegabile fino a un certo punto.

All'interno del nucleo sono presenti minuscole particelle chiamate itterbio (drogaggio).
Quando la luce passa attraverso la fibra, queste particelle di itterbio vengono eccitate.

Le particelle di itterbio eccitate rilasciano particelle di luce. Queste particelle di luce 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 è utilizzato in molti settori. Ad esempio, viene utilizzato nell'industria per tagliare i metalli.

MOPA vs. laser in fibra Q-Switched: differenze

I laser a commutazione MOPA e Q sono due tipi di laser in fibra. Utilizzano metodi diversi per generare il raggio laser. I sistemi MOPA sono spesso la scelta migliore grazie alle loro opzioni di controllo più precise.

Vantaggi dei laser in fibra MOPA

Nei sistemi MOPA, la luce laser viene generata lentamente e in modo controllato. Poi viene amplificata. È come aprire lentamente un rubinetto e poi far scorrere l'acqua più forte. 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. - Tra queste, l'etichettatura laser dei prodotti.

I laser MOPA offrono un'ampia gamma di possibilità di controllo della frequenza e una larghezza d'impulso regolabile. Ciò consente di produrre eccellenti marcature di ricottura. Possono anche essere utilizzati per marcare al laser molte materie plastiche.

Laser Q-Switched rispetto ai laser MOPA

I laser Q-switched generano impulsi laser molto veloci e potenti. Questi impulsi brevi e potenti sono ottimi per le applicazioni che richiedono una potenza elevata. Un esempio è l'incisione profonda dei metalli.

I laser in fibra Q-switched offrono una minore flessibilità. Hanno un controllo limitato dell'energia dell'impulso e della durata dell'impulso. Questo 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.

Laser in fibra MOPA o Q-Switched: Dovreste comprare questo

In sintesi, i laser in fibra MOPA offrono un controllo preciso e una migliore ripetibilità dei parametri luminosi. I laser Q-switched sono ottimi per applicazioni ad alta potenza di picco. Tuttavia, offrono una minore flessibilità di controllo.

In definitiva, la scelta tra i due sistemi dipende dai requisiti specifici dell'applicazione. Di norma, tuttavia, la variante MOPA è la scelta migliore per la maggior parte degli utenti.

Cosa può fare un laser a fibre: ambiti di utilizzo e applicazioni

Marcatura laser su metalli e plastiche

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.

Etichettatura laser 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, dell'orologeria e della pubblicità

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 può incidere un laser a fibra

I laser a fibra 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:

Etichettatura di metalli e plastiche

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 dei metalli

Metalli: acciaio, acciaio inox, alluminio, rame, ottone
Altri metalli duri
Ceramica
Plastica dura

Etichettatura di ricottura su metalli con tecnologia 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

La lavorabilità dipende da vari fattori. Tra questi, la potenza, l'ottica di focalizzazione, i parametri del laser e i requisiti dell'applicazione.

Di quanta potenza 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.

Laser in fibra a bassa potenza (fino a 20W)

I laser in fibra a bassa potenza sono ottimi per la marcatura laser semplice su plastica e rivestimenti metallici sottili. Questi laser sono generalmente poco costosi. Sono ideali per piccoli ambienti di produzione o per l'uso in laboratorio.

L'area di incisione non deve superare i 110 x 110 mm.

Marcatore laser a media potenza (fino a 60W)

I laser a fibre ottiche di media potenza sono compresi tra 30 e 60 watt. Offrono un buon mix di potenza e precisione. Sono ottimi per incidere metalli come l'acciaio inossidabile, l'alluminio e l'ottone. Questi laser sono generalmente versatili e vengono spesso utilizzati nell'industria.

Un sistema da 60W può essere considerato un buon tuttofare. I laser a fibra per uso commerciale o industriale non dovrebbero essere utilizzati con meno di 30W. Ciò consente di reagire in modo flessibile ai cambiamenti.

Laser di marcatura 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.

È importante sapere che la potenza del laser dipende da altri fattori. Tra questi, il diametro del fascio e la focalizzazione del laser. Un diametro del fascio più ampio può essere utile in alcune applicazioni. Tuttavia, un fascio stretto e focalizzato ha una maggiore densità di energia.

Quando si sceglie la potenza del laser, è necessario considerare i requisiti della propria applicazione. Pensate ai materiali che volete lavorare e alla velocità di produzione desiderata. È consigliabile chiedere consiglio agli esperti. Questo vi aiuterà a trovare la potenza laser migliore per le vostre esigenze specifiche.

Questa è la 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:

Confronto della durata di vita dei laser a fibra, dei laser CO2 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 avere un forte impatto sulla durata di vita.

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