Potencia del láser y duración del impulso:
¿Qué efecto tienen sobre los materiales?

Marcatura-Colorata-03.jpg Potencia del láser y duración del impulso: ¿Qué efecto tienen sobre los materiales?

En este artículo exploraremos las diferentes potencias de los láseres de marcado y la duración del impulso, enfocándonos en la longitud de onda. Trataremos de entender lo que estos tres parámetros determinan en el marcado que hacemos en los componentes.

 

Todos los tipos de marcadores láser pueden tener rayos láser pulsados o continuos. Esto es lo que llamamos modo operativo. Con los láseres de onda continua, hay un flujo de energía constante, lo que significa que el láser emite continuamente un rayo láser individual e ininterrumpido. El ejemplo más común es el rayo ininterrumpido de un puntero láser. Los láseres de onda continua generalmente se usan para el corte y la soldadura por láser.

 

Con los láseres pulsados, el rayo láser se interrumpe a intervalos regulares para permitir que la energía se acumule y alcance una mayor potencia de pico que con los láseres de onda continua. El rayo láser se libera en forma de impulsos que tienen una duración específica llamada duración pulsada. Estas densidades de energía elevadas son necesarias para muchas aplicaciones, como el marcado láser.

 

Los láseres de onda continua pueden parecer más potentes que los láseres pulsados,  pero no siempre es así. Esto se debe a que la potencia indica en realidad la potencia media del láser y la potencia media de los láseres pulsados suele ser menor aunque los picos sean más altos.

Por ejemplo, un láser de onda continua de 6.000 W libera continuamente 6.000 W de potencia láser. En cambio, un láser pulsado de 100 W puede emitir impulsos de 10.000 W cada uno.

Aquí analizamos la versión de duración de impulso variable del láser de fibra, es decir, el láser LASIT FlyMOPA, que es ideal para el marcado de plásticos y todos los metales.

Tipos de láser por duración del impulso

Los láseres pulsados se subdividen en diferentes categorías en función de la duración de sus impulsos. Se usa un modulador para controlar el número de impulsos por segundo. En consecuencia, cada impulso tiene una duración precisa, llamada duración del impulso, longitud del impulso o anchura del impulso. La duración del impulso es el tiempo que transcurre entre el inicio y el final de un impulso. Existen varios métodos de modulación para los impulsos de los rayos láser: q-switching, gain-switching y mode-locking son algunos ejemplos. Cuanto más corto sea el impulso, más altos serán los picos de energía. Estas son las unidades más comunes que se usan para expresar la duración del impulso.

Los milisegundos (una milésima de segundo) son las unidades de tiempo más largas que se usan para expresar la duración del impulso y, por lo tanto, tienen picos de energía más bajos. Por ejemplo, los impulsos de un láser de depilación pueden variar entre 5 ms y 60 ms en función del grosor de los vellos.

 

Los microsegundos (una millonésima de segundo) son probablemente las duraciones de impulsos menos comunes. Se pueden usar para el procesamiento de materiales. Los láseres de microsegundos también se pueden usar para aplicaciones como la espectroscopia y la depilación.

 

Los nanosegundos (una milmillonésima de segundo) son duraciones de impulso muy comunes en aplicaciones como el procesamiento de materiales, las mediciones de distancia y la teledetección.

 

Los picosegundos (una billonésima de segundo) y los femtosegundos (una milbillonésima de segundo) son las duraciones de impulso más cortas, por lo que se usan los términos impulsos ultracortos y láseres ultrarrápidos. Estos láseres ofrecen los resultados más precisos y mantienen las zonas menos expuestas al calor. Esto evita la fusión no deseada y permite realizar incisiones muy precisas. Se usan en el procesamiento de materiales, la medicina (como la cirugía ocular), la microscopía, la medición y las telecomunicaciones. LASIT tiene su propia versión del láser de picosegundos, el FlyPico, que es especialmente eficaz para efectuar marcas impalpables, negras muy oscuras y sin reflejos.

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Marcador láser FlyMOPA

El marcador láser MOPA es un láser de fibra con una longitud de onda de 1064 nm, que se diferencia del láser de fibra tradicional debido a la posibilidad de controlar la duración de los impulsos.

 

Esto nos permite obtener resultados imposibles con un láser tradicional, especialmente en plásticos o para marcas de color.

annealing Potencia del láser y duración del impulso: ¿Qué efecto tienen sobre los materiales?
METALES
PLÁSTICOS

Marcado a color

Alto contraste

Marcado negro
en aluminio anodizado

Mayor homogeneidad

Menor corrosión gracias
al aporte de calor
limitado durante el
recocido del marcado

Ninguna quemadura

Menor quemador en
los bordes de la incisión

Reducción de la espuma

Marcador láser FlyPico

El láser Powermark FlyPico es un láser con una fuente de fibra que se distingue por los altos estándares de calidad en el marcado negro y el impalpable. 

 

Además, también es la primera elección cuando hablamos de aplicaciones que sufren tratamientos posteriores al marcado, como los ciclos de pasivación cítrica y nítrica. Los sectores en los que este láser se está desarrollando son el Médico, Home appliance (electrodoméstico) y el de la joyería.

MEDICALE-02 Potencia del láser y duración del impulso: ¿Qué efecto tienen sobre los materiales?
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
VENTAJAS

¡Duración ultrabreve de los impulsos (2 ps) que permite
alcanzar una potencia de pico de 10 MW!

Posibilidad de trabajos impensables con láser infrarrojo tradicional,
como el marcado negro de alto contraste y los procesos de
micromecanizado en varios materiales.

Amplio rango de frecuencias (de 50 kHz a 2000 kHz, mientras que
normalmente se trabaja con frecuencias de entre 500 y 1000 kHz).

Mayor velocidad de ejecución.

Longitud de onda de 1030 nm, ligeramente inferior
a la tradicional de 1064 nm.

Aumento de la compatibilidad con los materiales.

Alta calidad del haz (M2 = 1.2).

Puntos más pequeños y, por tanto, una mayor densidad de energía.

Enfriamiento por agua con chiller.

Mayor estabilidad del sistema a lo largo del tiempo.

Tipos de láser según la longitud de onda:
el material a marcar

La longitud de onda del láser viene determinada por el material que se debe marcar. En el mercado, los marcadores láser actualmente se dividen en:

FUENTE LÁSER
LONGITUD DE ONDA
TIPO DE LÁSER
POTENCIAS DISPONIBLES
MATERIALES QUE SE PUEDEN MARCAR

Láser de fibra

1064nm

FiberFly

20,30,50,100 W

Todos los metales
Algunos plásticos

Láser de fibra

1064nm

FlyMOPA

20,30,50,100,200 W

Todos los metales
Todos los plásticos

Láser de fibra

1064nm

FlyPico

50W

Todos los metales
Todos los plásticos

Láser verde

532nm

FlyPeak

5, 10 W

Todos los plásticos

Láser ultravioleta

325nm

FlyUV

1, 3, 8 W

Plásticos y materiales delicados

Láser CO2

10600nm

FlyCO2

10, 30, 70, 120 W

Materiales orgánicos

Tipos de láser por potencia:
¿En qué influyen los vatios?

La potencia del láser influye en la velocidad del proceso. Al contrario de lo que muchos creen, la profundidad y la incidencia del marcado son independientes de los vatios del láser.

 

Aquí se muestran algunos ejemplos de marcado en los que los grabados se realizaron con la misma fuente láser a diferentes potencias. De este modo, se puede ver cómo la potencia influye en la velocidad del proceso de marcado láser.

INFORME L46622 MATERIALE LÁSER TIEMPO

L46622 Potencia del láser y duración del impulso: ¿Qué efecto tienen sobre los materiales?

Aluminio
Fly Mopa 30W
14.8 segundos
Fly Mopa 50W
11.5 segundos
INFORME L45522 MATERIAL LÁSER TIEMPO
L45522-1 Potencia del láser y duración del impulso: ¿Qué efecto tienen sobre los materiales?
Aluminio
FiberFly 20W
7.2 segundos
FiberFly 30W
5.4 segundos

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