Multiples applications de lasers CO2 de puissance moyenne

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Posted by: maurlaser
9 days ago

Au cours des deux dernières décennies, les lasers au CO2 scellés ont été utilisés dans une grande variété d'applications telles que l'emballage, les textiles, la fabrication de la microélectronique, la préparation d'écrans et bien plus encore. En effet, l'efficacité, la qualité et la fiabilité du traitement au pointeur laser en font un outil économique plus compétitif en termes de coûts que les autres technologies de fabrication. Cet article présente brièvement les principaux avantages des lasers CO2 à décharge de lamelles étanches et couvre les innovations récentes dans les technologies associées. Ensuite, le document présente également des applications importantes pour les lasers d’une puissance allant de 100W à 500W.

Le laser CO2 est unique par rapport aux lasers industriels classiques car il émet typiquement 10,6 µm sous forme d’infrarouge à ondes longues. De nombreux matériaux organiques ont une forte capacité d'absorption pour de telles longueurs d'onde, y compris le papier, le bois, les plastiques, le caoutchouc, les textiles et le cuir. Certains matériaux perméables à la lumière visible (ou même dans le proche infrarouge) peuvent même absorber des longueurs d'onde aussi longues, comme le verre et le saphir.

Un taux d'absorption élevé signifie que la majeure partie de la puissance laser 500mW est réellement utilisée pour traiter les matériaux dans le processus photothermique. À ce stade, le matériau cible chauffera rapidement et finira par s'évaporer (essentiellement vaporisé). Ce procédé étant très économe en énergie, les lasers au CO2 sont le meilleur outil pour éliminer rapidement (par exemple, coupage, forage rapide, gravure) de grandes quantités de matériau cible, allant des niveaux de précision de 10 à 100 microns. À des niveaux de puissance inférieurs, un chauffage local efficace peut provoquer des changements de couleur en raison d'effets thermiques et est idéal pour le marquage.

Technologie de décharge des lamelles

Le marché des lasers à CO2 est divisé en deux grandes catégories. La première catégorie concerne les activités industrielles lourdes (telles que la coupe et le soudage de métaux épais), utilisant généralement des lasers au CO2 à débit rapide produisant plusieurs kilowatts de puissance. La vitesse est souvent un facteur plus important que la qualité de la coupe. Les laser vert astronomie utilisés dans de telles applications consomment donc beaucoup d'énergie, ce qui peut compromettre la qualité du faisceau, la taille du laser et le coût de possession.

La seconde catégorie de marchés concerne l’usinage de précision du verre, de la céramique, des plastiques, des textiles, du bois et d’autres matières organiques, généralement avec des lasers jusqu’à 1 kW. À ce stade, la qualité et la forme de la coupe (sans signes de brûlure) sont essentielles. Réduire au minimum la taille et le poids de l'ensemble du système est souvent une priorité absolue, car les coûts d'exploitation sont réduits.

Les lasers à décharge de lamelles sont apparus il y a une vingtaine d'années, offrant un meilleur service pour la deuxième catégorie de marchés. Dans un laser à décharge à lamelles scellé, le plasma interne de la cavité est excité par deux électrodes à dalle rectangulaire. Les miroirs de réflexion totale cylindriques aux deux extrémités forment une cavité résonante, et une partie de l'énergie de la cavité est couplée à la lumière pointeur laser bleu de sortie à travers l'encoche de l'un des miroirs cylindriques. L'électrode est refroidie à l'eau froide et la grande surface de l'électrode et l'espace scellé lui permettent de refroidir efficacement le plasma sans aucune circulation de gaz.

Laser militaire le plus puissant

La construction à décharge de lattes présente des avantages dans les applications d'usinage de précision pour diverses raisons. Ce type de construction est de petite taille, de stabilité élevée, d'excellentes caractéristiques de rendement et de faible coût de possession.

La puissance de sortie peut être adaptée à la surface des électrodes en bande. Par conséquent, le laser CO2 à décharge de lattes est très compact et peut atteindre la puissance de sortie la plus élevée possible avec une tête stylo laser relativement légère. En conséquence, ils peuvent être facilement intégrés dans des bras robotiques ou des cadres de grues, même suffisamment petits pour être utilisés sur des appareils de bureau. La configuration de l'électrode à lattes est également mécaniquement durable, ce qui lui permet de fonctionner de manière stable à court et à long terme. Cette stabilité permet un usinage uniforme qui ne change pas dans le temps.

La configuration de décharge des lamelles peut former un faisceau gaussien de qualité supérieure inférieure M2 (<1,2) lorsqu'elle est couplée à une optique de conditionnement de faisceau appropriée. Ceci est directement compris comme la capacité à obtenir un point focalisé plus petit parce que la quasi-totalité de la puissance du laser est concentrée dans le faisceau central. Il en résulte une vitesse de coupe plus précise ou plus rapide, une zone plus petite affectée par la chaleur (HAZ) et l'utilisation la plus efficace de la puissance laser.




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