Selectare țară/regiune și limbă

Avantajele laserelor cu fibră TRUMPF

Ce sunt laserele cu fibră? Pentru ce aplicații sunt utilizate acestea? Și ce materiale pot fi prelucrate cu ajutorul laserelor cu fibră? Aflați de pe această pagină mai multe despre diversele tipuri de lasere cu fibră și avantajele acestora pentru activitățile dumneavoastră de producție.

Beneficiile și avantajele laserelor cu fibră

Diversitate transsectorială

Laserele cu fibră sunt utilizate în aproape toate domeniile, precum industria aero-spațială, industria auto, inclusiv domeniul mobilității electrice, stomatologie, circuite electronice, bijuterii, medicină, științe, semiconductori, sisteme de senzori, energie solară etc.

Compact datorită suprafeței de instalare reduse

Laserele cu fibră sunt compacte și nu ocupă mult spațiu. Astfel, acestea sunt ideale pentru procese de fabricație în condiții reduse de spațiu.

O mare diversitate de materiale

Laserele cu fibră pot prelucra diverse materiale. La nivel global, prelucrarea cu laser este utilizată, în principal, pentru metale (inclusiv oțel carbon, oțel inoxidabil, titan și materiale reflectorizante, precum aluminiu sau cupru), însă laserele sunt folosite și pentru prelucrarea materialelor plastice, a materialelor ceramice, a siliciului și a materialelor textile.

Rentabilitate

Laserele cu fibră sunt ideale pentru reducerea costurilor generale și a costurilor de operare. Acestea reprezintă o soluție eficientă din punct de vedere al costurilor, cu un raport preț-performanță bun și costuri extrem de reduse.

Integrare simplă

Grație diverselor interfețe, laserele cu fibră TRUMPF pot fi integrate rapid și simplu în mașinile și instalațiile dumneavoastră. Vă stăm la dispoziție, în calitate de partener, ca producător de echipamente originale sau ca furnizor de soluții complete (laser, sisteme optice, sisteme de senzori și service).

Eficiență energetică

Laserele cu fibră sunt extrem de eficiente și consumă mai puțină energie electrică decât utilajele de producție uzuale. Astfel, este redusă amprenta ecologică și scad costurile de operare.

Cum funcționează laserele cu fibră?

Toate laserele dispun de trei elemente-cheie: o sursă de radiație laser, un mediu de amplificare și un rezonator. Sursa de radiație laser utilizează energie furnizată din exterior, pentru a transpune un mediu de amplificare în stare excitată. Această stare excitată a unui mediu laser este caracterizată de o așa-numită inversie de populație, care permite mediului să amplifice lumina printr-un proces fizic. Acest fenomen este denumit emisie stimulată și a fost descris pentru prima oară de Albert Einstein (LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, amplificarea luminii prin emisia stimulată de radiații). Fibrele cu rețea Bragg în interiorul fibrelor acționează ca oglindă în jurul mediului de amplificare și formează un rezonator optic, care captează energie optică pentru amplificarea suplimentară în interiorul rezonatorului, permițând, de asemenea, decuplarea unei anumite cantități de energie optică într-o direcție cu ajutorul unei oglinzi parțial transparente. Această cantitate decuplată a energiei optice reprezintă fasciculul laser, care poate fi utilizat în diverse scopuri.

TRUMPF a dezvoltat o schemă proprie pentru cuplarea luminii din diodele laser de pompare în mediul activ al fibrelor de amplificare. În cazul schemei denumite „GT-Wave” (a se vedea graficul), fibrele de pompare sunt menținute în contact cu fibrele de amplificare pe întreaga lor lungime de câțiva metri. O parte a luminii de pompare pătrunde în fibrele de amplificare de fiecare dată când fasciculele reflectate intern intră în contact cu suprafața de delimitare. Atunci când aceste fascicule traversează miezul ce conține pământ rar (yterbiu), sunt absorbite parțial și excită mediul de amplificare. Astfel, întreaga lumină de pompare este absorbită uniform și continuu pe lungimea fibrelor de amplificare. Un avantaj al acestei scheme este scalabilitatea simplă la puteri ridicate ale laserului, prin adăugarea unor module de pompare suplimentare. Un alt avantaj al schemei este evitarea așa-numitelor „hot-spots” la suprafețele terminale ale fibrelor de amplificare din scheme uzuale de pompe terminale, precum și un profil de amplificare uniform prin depunerea energiei de pompare de-a lungul fibrelor de amplificare.

Prin urmare, un laser cu fibră este un tip de laser care utilizează ca mediu laser activ fibre ce conțin elemente de pământuri rare (erbiu, tuliu, yterbiu) etc. Astfel, laserul cu fibră se diferențiază de alte tipuri de laser disponibile pe piață, în cazul cărora mediul laser activ este reprezentat de un cristal (de exemplu, laserul disc) sau gaz (de exemplu, laserul CO2).

Laserele cu fibră oferă eficiență maximă, viteză precisă și putere prin gestionarea lungimii razei, a duratei, a intensității și a cedării de căldură.

Achiziționarea de lasere cu fibră – descoperiți toate laserele noastre cu fibră

Informați-vă cu privire la întreaga gamă de lasere cu fibră TRUMPF și transformați-vă procesul de producție.

Către produs

Ce materiale pot fi prelucrate cu ajutorul laserelor cu fibră?

Laserele cu fibră sunt ideale pentru prelucrarea a numeroase materiale și oferă fiabilitate, grație utilizării îndelungate în domeniul industrial. Laserele cu fibră sunt adecvate pentru prelucrarea metalelor. În acest sens, tipul de metal nu este semnificativ. Laserele cu fibră prelucrează oțel carbon, oțel inoxidabil, titan, fier sau nichel, precum și metale reflectorizante: aluminiu, alamă, cupru, sau metale prețioase (argint și aur). De asemenea, acestea funcționează bine cu materiale ale căror suprafețe sunt eloxate și lăcuite. Laserele cu fibră, în special laserele cu impulsuri de nanosecunde sunt utilizate și la prelucrarea siliciului, a pietrelor prețioase (inclusiv diamante), a materialelor plastice, a polimerilor, a materialelor ceramice, a materialelor compozite, a straturilor subțiri, a țiglei și a betonului.

Ce lasere cu fibră sunt disponibile pe piață?

Mai întâi este important să cunoaștem diferența dintre tipurile de lasere cu fibră pe care le oferă TRUMPF. Oferim lasere cu fibră cu impulsuri, lasere cu fibră cu undă continuă (Continous Wave = CW), precum și lasere cu impulsuri ultrascurte. Laserele cu fibră cu impulsuri emit fasciculul laser în impulsuri. Astfel, puteți seta durata impulsurilor individuale în domeniul nanosecundelor până la domeniul microsecundelor. Laserele cu undă continuă furnizează un fascicul laser continuu, însă dispun și de posibilitatea de modulare a puterii fasciculului până la intervalul de frecvență de ordinul kHz. În cazul laserelor cu fibră cu undă continuă, accentul cade pe putere și un randament ridicat, motiv pentru care acestea sunt utilizate cel mai des în medii industriale. Se preferă utilizarea unui laser cu fibră cu impulsuri în detrimentul unui laser cu undă continuă în cazul în care este necesară obținerea unei puteri de vârf mai mari într-un impuls scurt. De asemenea, microlaserele prezintă durate ale impulsurilor care sunt chiar mai mici decât picosecundele. Acestea ajung până la 350 fs (femtosecunde).

Utilizări tipice pentru laserele cu fibră

Laserele cu fibră sunt adecvate pentru numeroase domenii din universul fabricației. Pentru anumite aplicații din industria grea, care necesită, în principal, eficiență și viteză, un laser cu fibră cu undă continuă, care nu necesită aproape deloc întreținere sau reparații, reprezintă soluția ideală. Astfel, laserele cu undă continuă sunt adecvate, în principal, pentru perforarea cu laser, debitarea cu laser și sudura laser. Dacă aveți nevoie de debitări foarte specifice cu forme complicate, un laser cu fibră cu impulsuri reprezintă instrumentul ideal pentru dumneavoastră.

Sudură cu laser

Prin sudură laser se înțelege procesul de sudare a materialelor, indiferent dacă este vorba despre îmbinarea unor materiale de același tip sau de tipuri diferite. Sudura laser convinge prin numeroase avantaje în materie de calitate și costuri. Astfel, este posibilă sudarea a numeroase materiale și se pot obține diverse grosimi de materiale – de la plăci de oțel groase la celule de combustibil și baterii până la fire subțiri pentru fabricarea aparatelor medicale.

Debitare cu laser

Debitarea cu laser este un procedeu prin care un material este tăiat cu ajutorul unui fascicul laser. Aceasta este posibilă pentru materiale mici și fine sau pentru materiale cu o grosime mult mai mare (de exemplu, table). Procesul presupune utilizarea unui fascicul laser focalizat (de exemplu, cu impulsuri sau cu undă continuă), pentru a putea tăia o gamă largă de materiale cu un grad ridicat de precizie și reproductibilitate.

Producție aditivă (Additive Manufacturing)

Producția aditivă (Additive Manufacturing) reprezintă procesul de realizare a unei componente 3D prin adăugarea în straturi de material. În general, aceasta este denumită și „imprimare 3D”. Prin combinația de mașini de imprimare 3D și software pentru computer pot fi create forme complexe. Tehnologia producției aditive există de peste 30 de ani, însă tehnica a început să fie utilizată la scară largă abia în ultimii ani, datorită versatilității și rentabilității sale extraordinare. Laserele cu fibră sunt utilizate frecvent ca sursă de radiație laser în cadrul sistemelor de imprimare 3D.

Îndepărtarea straturilor de vopsea cu ajutorul laserelor TruMicro seria 7000

Curăţare cu laser

Decaparea cu laser reprezintă procesul de îndepărtare precisă a straturilor cu ajutorul unui laser. Tipul de material care urmează să fie îndepărtat are o importanță secundară, deoarece laserul poate îndepărta o multitudine de materiale (de la metale solide până la materiale ceramice și compuși industriali). Decaparea este utilizată frecvent la fabricarea produselor electronice (de exemplu, semiconductori și microprocesoare). Un mare avantaj al acestui procedeu este faptul că decaparea este realizată cu o precizie și acuratețe ridicată. Decaparea se realizează într-o singură etapă, ceea ce reprezintă un avantaj semnificativ, deoarece metodele uzuale precum gravarea necesită, de obicei, mai multe etape de lucru. În majoritatea cazurilor, decaparea cu laser reprezintă tehnologia mai avantajoasă din punct de vedere al costurilor și mai ecologică, comparativ cu metodele uzuale (de exemplu, sablarea cu gheață carbonică), deoarece nu se utilizează solvenți sau substanțe chimice.

Curățare cu laser

În cazul curățării cu laserul, impuritățile, depunerile sau murdăria (de exemplu, metale, carbon, siliciu și cauciuc) sunt îndepărtate cu ajutorul laserului de pe suprafața unui material. Există două tipuri de procedee de curățare cu laserul: îndepărtarea unui strat de pe suprafața unui material, respectiv îndepărtarea întregului strat superior al unui material.

Printre avantajele decapării cu laserul se numără performanțele de mediu îmbunătățite (deoarece nu se utilizează substanțe chimice sau solvenți și rezultă o cantitate minimă de deșeuri), o uzură redusă a substratului și curățarea microcomponentelor (în special din interiorul circuitelor electronice).

Perforare cu laser

Perforarea cu laser este un procedeu fără atingere pentru realizarea de orificii într-un material, prin impulsuri repetate ale unui fascicul laser într-o anumită zonă. Materialul este vaporizat și topit în straturi, până când se obțin găuri. Acest proces diferă în funcție de grosimea materialului, numărul de orificii care trebuie realizate și dimensiunea (lățimea și adâncimea) acestor orificii.

Printre avantajele perforării cu laser se numără eliminarea „uzurii” de contact și a impurităților, o precizie repetitivă ridicată, prelucrarea unei varietăți de materiale, realizarea de găuri precise de diverse forme și dimensiuni, integrarea simplă în procese de producție și configurarea rapidă, fără a avea nevoie de multe scule.

Colorarea materialelor plastice cu TruMark seria 5000

Marcare cu laser/inscripționare cu laser

În cazul marcării cu laserul, este inscripționată în mod direct o suprafață prin intermediul unui fascicul laser intens, cu impulsuri. Interacțiunea fasciculului laser cu suprafața componentei duce la o modificare a materialului, ce produce o colorare, o structurare sau o marcare vizibilă. Marcarea cu laserul poate fi utilizată, de asemenea, pentru o mare diversitate de materiale. Astfel, pot fi realizate inscripții laser nu doar pe toate tipurile de metale, ci și pe materiale ceramice, materiale plastice, LED-uri, cauciuc, materiale compozite grafice etc.

Gravare cu laser

În cazul gravurii laser este îndepărtată o parte a materialului pentru a realiza un marcaj gravat vizibil. Procesul de gravură se obține cu ajutorul fasciculului laser, care îndepărtează materialul pentru realizarea unui marcaj, laserul acționând asemenea unei dălți și înlăturând zonele selectate ale materialului vizat. Materialul vizat este marcat sub suprafaață. Adâncimea depinde de durata de menținere, de impulsul de energie și de numărul de repetări, precum și de tipul de material.

Laser cu fibră comparativ cu laser CO₂

În următoarea secțiune vă prezentăm o comparație între laserele cu fibră și laserele CO2. Laserele cu fibră sunt un tip mai nou de lasere disponibile pe piața globală. Laserele cu fibră nu dispun de piese mobile sau oglinzi, funcționează la costuri de întreținere reduse, sunt eficiente din punct de vedere electric, funcționează bine atât cu metale reflectorizante foarte subțiri, cât și mai groase. În prezent, laserele CO2 sunt utilizate, în principal, pentru prelucrarea materialelor nemetalice, precum materiale plastice, textile, sticlă, materiale acrilice, lemn și chiar piatră la scară largă. Acestea sunt utile la prelucrarea materialelor mai groase (în mod tipic, cu o grosime de peste 5 mm) și funcționează mai rapid în linie dreaptă decât laserele cu fibră.

Achiziționarea de lasere cu fibră – descoperiți toate laserele noastre cu fibră

Informați-vă cu privire la întreaga gamă de lasere cu fibră TRUMPF și transformați-vă procesul de producție.

Către produs

S-ar putea ca și aceste subiecte să vă intereseze

Imagine tehnologică a laserului cu impulsuri TRUMPF

Laser cu impulsuri

Datorită impulsurilor scurte, de înaltă energie și intensitate, laserele cu impulsuri de la TRUMPF sunt ideale pentru sudura în puncte și realizarea îmbinărilor sudate pentru aproape toate metalele.

Laser cu impulsuri scurte și ultrascurte

Debitare, perforare, decapare și structurare: laserele cu impulsuri scurte și ultrascurte de la TRUMPF reprezintă instrumentul ideal pentru operațiunile de micro-prelucrare.