Láseres CO2 vs. Fibra vs. UV – ¿Cuál es la diferencia?

Los láseres de fibra son la opción preferida para el marcado, grabado y especialmente metal de piezas. Están muy bien establecidos en muchas industrias y, a menudo, se encuentran en líneas de fabricación, talleres y más, en todo el mundo. Los láseres de fibra que funcionan en la región de 1 μm tienen la capacidad de marcar casi todos los metales que se encuentran en la industria. Gracias a su arquitectura estable, la calidad del haz, la elevada potencia de salida y la eficacia, no es de extrañar que el láser de fibra sea el láser de marcado más utilizado en el mercado hasta la fecha. 

Operando en la longitud de onda de 1.064 nm, son muy adecuados para metales, pero también pueden operar en una gama mucho más amplia de materiales. Es por eso que son la opción más común para marcas de trazabilidad como códigos de barras, códigos QR y texto. Además, su uso para otros gráficos en cosas como artículos personalizados, interruptores, teléfonos, joyas, se vuelve más popular día a día.

¿Cómo funcionan los grabadores láser de fibra?

Cuando un láser de fibra se encuentra con un objeto, evapora el material de la superficie para exponer material más profundo, esencialmente «tallado» por cambios químicos y físicos. Estos cambios son causados por la energía de la luz (fotones) que reacciona en el área objetivo.

Los láseres de fibra tienen una alta eficiencia de conversión electroóptica, lo que significa que convierten más energía en luz (en comparación con el CO2). En realidad, esto significa que los sistemas láser de fibra necesitan menos potencia para afectar a un material, lo que se traduce en un bajo consumo de energía para una máquina de marcado por láser de fibra.

Tipos de láseres de fibra

Hay dos tipos comunes de láser de fibra que encontrará ofrecidos por los fabricantes, ofrecemos ambos tipos para satisfacer el presupuesto de los usuarios. La principal diferencia entre estos tipos de tecnología es la variedad de ancho y frecuencia de pulso.

Q-Switched

Estos solían ser el tipo de fuente de láser de fibra más comúnmente encontrado, también es el más barato. Por lo general, no son tan eficientes ni poseen una gama tan amplia de modulaciones de pulso. A su vez, esto significa que son menos flexibles que un láser MOPA y son mucho más propensos a deformar diferentes materiales.

MOPA

Un láser MOPA es mucho más flexible, se ha vuelto mucho más popular y ampliamente disponible, pero no todos los sistemas MOPA son iguales. Los buenos sistemas MOPA tendrán una amplia gama de ajustes de frecuencia y ancho de pulso disponibles, pueden adaptarse a más materiales y son menos propensos a crear deformaciones no deseadas una vez que se configuran correctamente. Sin embargo, como se mencionó, las fuentes láser MOPA son bastante variadas en sí mismas, y tanto la calidad como la versatilidad de la modulación difieren entre los fabricantes. Desgraciadamente, ahora hay muchos sistemas MOPA en el mercado con sólo una o dos anchuras de impulso y PRF0, que se comercializarán como adecuados para el metal, pero no serán especialmente buenos, ya que en realidad necesitarías más de 5 anchuras de impulso para trabajar eficazmente (nuestros propios sistemas tienen 16).

Todos los láseres de fibra de Lotus Laser Systems incorporan la tecnología MOPA, y cada uno de ellos tiene la capacidad de crear pulsos de duración muy corta (y, por tanto, energías de pulso más bajas), reduciendo el calor impartido al material. Esta reducción de la zona afectada por el calor (ZAC) proporciona ventajas al marcar metal y plástico, como menos quemaduras en los bordes y un marcado más homogéneo y de mayor contraste.

Pros

• Gama versátil de aplicaciones
• Periodo de larga duración y sin mantenimiento
• Velocidades de grabado rápidas

Contras

• Más caro que los láseres de CO2
• Menos versátil para marcar que los rayos UV
• No apto para algunos materiales orgánicos (madera, vidrio, tela, etc.)

Láseres de CO2

Los cortadores y grabadores láser de CO2 son excelentes para materiales orgánicos como caucho, madera, papel, vidrio y cerámica. También son la opción ideal para cortar acrílico y otros plásticos.

Los sistemas de CO2 se encuentran entre los tipos de láser más comunes utilizados para el grabado y corte industrial. Las unidades más pequeñas y de baja potencia son las más comúnmente utilizadas por los aficionados debido a su bajo costo (pero también tienen una vida útil mucho menor).

¿Cómo trabajan?

Los láseres de CO2, como su nombre indica, utilizan un medio de ganancia gaseoso que puede excitarse mediante un par de métodos, ya sea por corriente continua (CC) o por radio
frecuencia (RF). Lotus Laser Systems se centra en esto último cuando se trata de aplicaciones de marcado por multitud de razones. Por citar algunos, los láseres de CO2 de RF son: de menor tamaño, tienen mayor estabilidad de potencia, funcionan a tensiones más bajas y tienen una vida útil superior en comparación con la variante de CC.
En cuanto al rendimiento, los usuarios se beneficiarán del tiempo de respuesta más rápido y del ajuste fino de la potencia de salida al marcar materiales, pero pueden verse limitados por el punto más grande que resulta de la longitud de onda de 10600 nm.

Los láseres de CO2 de RF pueden alcanzar elevadas cifras de potencia de salida, pero a menudo requieren refrigeración líquida para evitar la distorsión térmica de la cavidad del láser. Lotus Laser Systems proporcionará un enfriador de agua industrial a juego, para que el sistema láser esté listo para funcionar en cuanto se instale.

FORMATOS

Plotter (Plotter láser)

Un sistema de trazador es un sistema de movimiento que generalmente contiene varios pasos o servos, rieles y correas. Se adjunta a esto una serie de 3 o 4 espejos que envían el haz a través de la desviación a un carro de enfoque que generalmente contiene una lente plano-convexa de una sola capa.

Durante el funcionamiento, la lente se mueve sobre el área de trabajo, que suele ser grande y de forma rectangular, para entregar el láser enfocado a la pieza de trabajo.

Sellado (Galvo Laser)

Esta es una unidad sellada, que generalmente contiene 2 espejos que están conectados a galvanómetros. El rayo se enfoca a través de una lente fija conocida como lente F-Theta que tiene una longitud de onda de 1 µm. El área de trabajo está limitada por las características de la lente y suele ser bastante pequeña y de forma circular. Técnicamente, esto se conoce como láser de deflexión de haz.

TECNOLOGÍAS

Láseres DC CO2

Estos son los tipos de láseres más comunes que se encuentran en los sistemas de fabricantes, ya que son relativamente económicos. Aunque efectivos, son más lentos que los sistemas de RF. Además, la potencia de salida del láser disminuirá gradualmente y tienen una vida útil más corta (aunque los fabricantes pueden cotizar 10,000 horas, esto es solo cuando se usa en configuraciones de baja potencia).

Sistemas láser RF CO2

Los sistemas de RF pueden ser más costosos, pero los beneficios a menudo superan el costo. Optamos por esta tecnología en muchas de nuestras máquinas para que puedan operar a velocidades mucho más altas; de hecho, nuestros sistemas suelen tener más del doble de la velocidad de otros fabricantes. A diferencia de la CC, la potencia de salida del láser se mantendrá prácticamente constante durante su vida útil. Además, la calidad de la emisión del haz y la esperanza de vida pueden superar las 20.000 horas (casi 8 años de trabajo en un solo turno), por lo que es una «obviedad» a la hora de considerar las cortadoras láser de CO2.

Pros

• Puede marcar materiales orgánicos y vidrio.
• Buenas velocidades de grabado
• Menor costo (excluyendo láseres galvo)

Contras

• Vida más corta
• Dificultades para marcar metales
• Menos precisa que las otras tecnologías