Dal Laser C02 al Laser Fibra, scopriamo i tipi di Laser più diffusi
Esistono 3 principali tipi di laser attualmente impiegati nell’ambito industriale, ognuno delle quali si adatta meglio ad un certo tipo di materiale ed in generale ha i propri vantaggi o svantaggi rispetto all’altro nel compiere determinate operazioni come taglio, saldatura, marcatura e incisione laser.
In generale, rispetto ad altre tecnologie, i laser hanno il vantaggio di permettere di effettuare operazioni con grande precisione, flessibilità e rapidità, ottenendo un prodotto finale di elevata qualità ad un costo contenuto.
Il primo criterio per distinguere un laser dall’altro è rappresentato dalla tecnologia della sorgente e dal suo mezzo attivo.
Per poter scegliere il tipo di laser più adatto alle proprie necessità di produzione bisogna dunque conoscerne le caratteristiche e saperli distinguere.
Andiamo dunque a scoprire in dettaglio le tipologie di laser attualmente esistenti in commercio.
Tipi di Laser a confronto
Laser C02
Il laser CO2 è uno dei Laser che basa il proprio funzionamento sull’impiego di un elemento attivo gassoso, ovvero una miscela di biossido di carbonio che viene stimolata elettricamente.
I laser CO2 tipicamente lavorano a lunghezze d’onda di 10.6um e sono stati i primi utilizzati in ambito produttivo, in particolare per il taglio lamiera.
Attualmente sono stati quasi completamente soppiantati dai laser in fibra nella lavorazione dei metalli, ma mantengono un’ampia diffusione nel mondo delle plastiche e dei materiali organici.
Il taglio, la foratura e la marcatura di materiali come plexiglass, acrilico, legno, tessuti, carta, film plastici, cuoio o marmo sono tra le applicazioni più diffuse di questa tecnologia.
Un’altra delle applicazioni industriale delle sorgenti CO2 è la saldatura di film nel mondo del packaging.
I laser CO2, in questi ambiti, sono ampiamente preferiti alle tecnologie più tradizionali per la qualità, la velocità e la stabilità del processo e i costi di gestione degli impianti.
Laser Yag (o Laser a Stato solido)
Storicamente i primi laser allo stato solido utilizzati in campo industriale sono stati i ben noti Nd:YAG pompati a lampada.
In questi Laser si usano particolari reticoli cristallini (YAG) che vengono drogati con terre rare quali il Neodimio, Olmio, Erbio, ecc.
Nella sorgente l’eccitazione del mezzo attivo, ad esempio la barra di Nd:YAG, è ottenuta attraverso una lampada che immette energia all’interno del cristallo e conseguentemente all’interno della cavità.
Il principale limite di questa architettura è rappresentato dalla scarsa efficienza energetica del sistema e in seconda battuta dalla durata dei consumabili (MTBF) nell’ordine delle centinaia di ore.
L’evoluzione tecnologica ha portato a sostituire la lampada con diodi e ha permesso miglioramenti sia dal punto di vista energetico che di usura, i diodi hanno ormai aspettative di vita fino a 20,000 ore di accensione.
La lunghezza d’onda dei laser più diffusi (Nd:YAG), è di 1064nm e li rende idonei ad applicazioni sia di marcatura che di saldatura su metalli, ma anche su alcuni materiali plastici.
Laser Fibra
Il laser in fibra è in realtà una sottocategoria dei laser allo stato solido, ma ha raggiunto una diffusione tale da poter essere considerato una categoria a sé stante.
Il funzionamento del laser in fibra è basato sul pompaggio, attraverso un sistema di diodi, del mezzo attivo, Ytterbio, di cui è drogata una fibra che induce l’emissione di un fascio a 1064nm di lunghezza d’onda.
Le sorgenti in fibra di tipo MOPA consentono di gestire i parametri di processo con maggior flessibilità per applicazioni anche su materiali plastici tradizionalmente ostici al 1064nm.
La minore lunghezza d’onda rispetto al CO2 risulta maggiormente compatibile con i metalli rendendo possibile processare materiali anche altamente riflettenti come ottone, oro, argento e rame e consente di ottenere spot molto piccoli, nell’ordine delle poche decine di micron.
Le sorgenti in fibra hanno segnato una rivoluzione nel mondo dei laser.
L’affidabilità intrinseca all’architettura dei laser in fibra consente di realizzare sistemi sostanzialmente esenti da manutenzione per decine di migliaia di ore di funzionamento.
Ulteriori vantaggi della fibra sono rappresentati dalla eccezionale efficienza energetica, dalla compattezza e dalla semplicità di integrazione assolutamente incomparabili alle generazioni precedenti di laser allo stato solido.
Tutte queste caratteristiche permettono alla tecnologia dei laser in fibra di essere utilizzata in uno spettro amplissimo di applicazioni che vanno dalla marcatura sia di metalli che di plastiche, alla saldatura, dal taglio ormai anche di spessori importanti di metallo alle microlavorazioni.
Tipi di Laser per Settore Medicale e Centri estetici
Le tipologie di laser non finiscono qui, ma si ampliano se ci riferiamo anche ad utilizzi non strettamente industriali come quelli medici ed estetici.
Altra tipologia di laser sono ad esempio i laser ad eccimeri, che vengono impiegati specificamente in lavorazioni in cui è necessaria grande precisione o nelle microlavorazioni, come nel caso dell’elettronica, ma anche nella microchirurgia e nella chirurgia refrattiva.
Sempre nel campo medico hanno ampia diffusione i laser a stato liquido (es. Dye Laser).
Nel campo della depilazione e dell’estetica sono invece impiegati i laser a diodo che appartengono alla categoria dei laser a semiconduttori.
In ambito industriale, questi tipi di laser sono invece impiegati principalmente per la saldatura di metalli e plastiche, per processi di trattamento termico e orami e per il taglio dei materiali riflettenti con consumi energetici bassi.
