Você já deve saber que existem vários tipos de laser, e que cada um possui efeitos diferentes em certos materiais. O laser de fibra óptica é o mais indicado para metais e polímeros, por exemplo. Mas quais os outros motivos fazem do laser de fibra óptica o mais avançado hoje? Para explicar melhor, precisamos entender como é feita a geração do laser de fibra óptica.
Como é gerado o laser de fibra óptica?
Existem lasers que são gerados por materiais sólidos, líquidos e gasosos. Na indústria, os mais utilizados são os gasosos (como o CO2) ou sólidos (como ND:Yag e a fibra óptica).
No caso do laser de fibra, o meio ativo utilizado é a fibra óptica, que foi dopada com elementos raros como o érbio, itérbio, neodímio, entre outros. Caso esteja se perguntando, a dopagem da qual estamos falando é um processo de introdução de um elemento químico para mudar as propriedades de um material. Essa dopagem é feita porque esses elementos citados possuem índices de aproveitamento de energia extremamente altos. Dessa forma, é possível utilizar o laser de fibra com uma fonte geradora de laser mais barata, como os lasers de diodo, e ainda assim produzir uma saída de energia muito forte.
Por exemplo, ao realizar a dopagem da fibra em érbio, uma intensidade de energia que absorve fótons de comprimento de 980nm cai para um equivalente metaestável de 1550nm. Trocando em miúdos, isso significa que você pode utilizar uma fonte geradora de 908nm e ainda assim alcançar um nível de energia alto e de qualidade de 1550nm.
Os átomos de érbio agem como o meio ativo do laser na fibra dopada, e os fótons que são emitidos ficam retidos no centro da fibra. Essa retenção é feita através de uma tecnologia chamada Fiber Bragg Grating (FBG), que são como fissuras de material parcialmente refrativo, que acabam agindo como um conjunto de espelhos no centro da fibra óptica.
O laser dos diodos fica focado em um revestimento ao redor do centro da fibra, pois não é possível focá-lo diretamente no centro, que é muito pequeno. Através das FBGs, os feixes saltam ao redor do centro, e toda vez que passam pelo centro, mais da luz gerada pelos diodos é acumulada.
O que significa todo esse papo científico?
1. Estabilidade
Outros lasers são muito sensíveis ao movimento e perdem todo o alinhamento óptico ao sofrerem batidas ou movimentos bruscos. Muitas vezes, só um técnico especialista pode fazer com que volte a funcionar. Já o laser de fibra, como gera seu feixe de dentro da fibra, não necessita de ópticas sensíveis para funcionar corretamente.
2. Qualidade e Potência
Já explicamos que o feixe fica retido no centro da fibra. Esse processo produz um feixe reto que pode ser ultra focado. O feixe de saída pode ser tão pequeno que se torna perfeito para aplicações de corte de diversos materiais. Ao mesmo tempo que possui um foco incrível, o laser de fibra também entrega uma potência alta o suficiente para cortar metais de grandes espessuras com facilidade.
3. Eficiência Energética
O laser de fibra permanece eficiente mesmo utilizando quase 100% da entrada que recebe. Isso quer dizer que menos energia está sendo desperdiçada convertendo-se em calor. Ao mesmo tempo, o pouco calor que é produzido fica distribuído no comprimento da fibra, igualmente, de forma a não superaquecer e danificar peças. Por sua composição, o laser de fibra óptica é fácil de refrigerar, mantendo-se eficiente ao mesmo tempo – o que quer dizer um consumo menor de energia.
4. Consumo de Energia
Agora você já sabe que o laser de fibra é bastante eficiente e gera pouco calor. Ou seja, ele pode facilmente ser refrigerado. O laser de fibra também não utiliza turbinas para geração de gases que esquentam e precisam de refrigeração para funcionarem corretamente, como no CO2. A combinação desses fatores é um consumo de energia muito menor.
Um bom exemplo é comparação entre a máquina de corte a laser CO2 de 5kW e uma máquina de corte a laser de fibra de 3kW. Enquanto a de CO2 consome cerca de 70kW, a de fibra consome aproximadamente 25kW (tendo em vista que os dois lasers têm, de modo geral, uma performance equivalente).
5. Baixa manutenção
Os lasers de CO2 utilizam espelhos para geração e condução do feixe até a área de trabalho. Esses espelhos estão sujeitos à fadiga térmica e contaminação que geram custos de manutenção e os constantes alinhamentos no cabeçote de corte.
Já os lasers de fibra substituem esses espelhos por um sistema de fibra óptica muito mais resistente e livre de manutenção. Alinhamentos na óptica são realizados preventivamente somente a cada 6 meses.
Além disso, as fontes de laser de fibra proporcionam fornecimento de energia estável por milhares de horas. Isso significa uma redução drástica nas intervenções com manutenção.
6. Robustez
O laser de fibra funciona perfeitamente com ruídos de baixa amplitude e, junto com todas os benefícios dos equipamentos produzidos no Brasil pela Welle, é extremamente resistente às peculiaridades do ambiente industrial nacional.
7. Redução de custos
Para finalizar, essa vantagem essencial dos lasers de fibra é o resultado de todos os ítens anteriores. Os lasers de fibra óptica reduzem os custos de operação e manutenção em até 70% em comparação com os lasers de CO2. Isso porque, como já foi citado, são mais robustos e têm uma maior eficiência construtiva do laser de fibra óptica, além de maior absortividade do comprimento de onda nos metais.
Fique atento: o laser de fibra óptica é diferente do “laser fibrado”. Enquanto os lasers de fibra são gerados e transportados pela fibra óptica, os “lasers fibrados” são apenas transportados por ela.
Entendeu porque o laser de fibra óptica é considerado a tecnologia mais avançada para corte, marcação e limpeza? As vantagens ainda continuam. As máquinas da Welle possuem um sistema escalável de potência, para que a mesma máquina possa se adequar às suas demandas. Entre contato e saiba mais: comercial@wellelaser.com.br.
