Las características del láser de fibra y sus aplicaciones.

La automatización de los procesos representa hoy la más grande demanda del mercado industrial, que debe satisfacer exigencias productivas altísimas y adecuarse a una competitividad cada vez más agresiva, en la que a menudo el tiempo juega un papel fundamental. La principal consecuencia de esto es la búsqueda de herramientas y tecnologías de altas prestaciones que se adapten a diferentes exigencias.

En el mundo del marcado láser y de sus infinitas aplicaciones, hablando de eficiencia y flexibilidad seguramente se encuentran en primer lugar los láseres de fibra que, en el mercado actual, son seguramente los más utilizados en las empresas que utilizan esta tecnología.

Analizando las características técnicas, decimos que los láseres de fibra pertenecen a la categoría de láseres en estado sólido. Comenzando desde el llamado láser «seed», amplían su radio mediante fibras de vidrio, a las cuales se les transmite energía mediante diodos de bombeo directamente acoplados (sin espacios de aire).

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Su longitud de onda es de 1064 µm, con un diámetro focal sumamente pequeño: esto implica un aumento de la intensidad, que es 100 veces mayor respecto a la de los láseres de CO2, a una igualdad de potencia de salida media.

Estructura del làser

Analizamos ahora las características únicas típicas de este tipo de dispositivo, comparándolas con las ya conocidas de los láseres de diodos o lámparas.

En este tipo de láser, todos los componentes relevantes del sistema (fibra activa, combinadores de fibra, diodos láser de bombeo) están conectados a la fibra principal, mientras que en los láseres de diodos o de lámparas convencional todos estos componentes están separados, aplicados en una plataforma y alineados en fase de construcción.

Esto ocasiona a menudo un desalineamiento de los componentes ópticos con la consiguiente intervención de mantenimiento para el restablecimiento.

Otra ventaja del láser de fibra es la fuente, que cuenta con una eficiencia de conversión electro-óptica elevadísima, superior al 30 %, limitando su consumo a pocos centenares de watts: estos factores ventajosos hacen que la duración de un láser de fibra llegue a umbrales interesantísimos, superiores a las 100 000 horas de funcionamiento.

Ventajas del láser de fibra

  • Compactabilidad

Estos láseres no se desalinean y disipan fácilmente la energía térmica; debido a que la fibra tiene una elevada relación superficie/volumen;

  • Ausencia de aparatos ópticos accesorios

No hay dispositivos por calibrar o que se desalinean, ya que la misma fibra cumple con dichas funciones de adaptación de la onda;

  • Calidad del rayo

Cuando se trabajan materiales finos, la elevada irradiancia sobre la pieza se transforma directamente en una elevada velocidad de proceso;

  • Resistencia

Los láseres de fibra no necesitan prácticamente mantenimiento y se distinguen por su larga vida útil de al menos 100 000 horas de utilización;

  • Velocidad

Los tiempos de producción se reducen notablemente tanto por la elevada frecuencia de marcado, que alcanza incluso algunos MhZ, como por la potencia del láser que puede llegar hasta a 500 W.

  • Ahorro energético

Además de la energía, el láser de fibra hace que el sistema sea más simple y fiable porque –hasta 100 W– utiliza el enfriamiento del aire de base en lugar de una unidad adicional, costosa y voluminosa.

Desarrollos futuros

En el mercado global, las tendencias indican un gran aumento de la venta del láser de fibra, especialmente en el mundo automotor, para marcar, grabar o cortar diferentes tipos de metal y, en algunos casos, plásticos. Además, son cada vez más frecuentes los pedidos de sustitución de los viejos láseres de diodos con los de fibra.

Además de las mejoras generales en lo que respecta a costes y prestaciones, en el futuro aparecerán fuentes de láser que trabajan cada vez con mayor versatilidad gracias a duraciones de impulso cada vez más breves incluso del orden de los femtosegundos.

Las empresas automotrices están utilizando estos láseres en cada vez mayor medida, tanto para el soldado de los inyectores diésel, como para el marcado laser de las ruedas o de los componentes metálicos de los automóviles.

En un momento en que nos movemos hacia la utilización de aceros cada vez más duros y resistentes, el láser de fibra ha sabido satisfacer los requisitos necesarios para la elaboración de estos materiales, ya que es una herramienta estable y fiable, que ofrece el mejor resultado cualitativo para las aplicaciones donde la precisión es fundamental.