Lasers de CO2
Os lasers de CO2 passam uma corrente elétrica através de um tubo cheio de uma mistura gasosa, produzindo um feixe de luz. Há um espelho em cada extremidade do tubo. Um espelho reflete completamente, enquanto o outro reflete parcialmente, deixando passar parte da luz. A mistura de gases geralmente é dióxido de carbono, nitrogênio, hidrogênio e hélio. Os lasers de CO2 produzem luz invisível, na faixa do infravermelho distante do espectro.
Os lasers de CO2 de maior potência para máquinas industriais podem atingir vários quilowatts, mas esses lasers são definitivamente a exceção. Os lasers de CO2 de processamento típico têm uma potência de 25 a 100 watts e um comprimento de onda de 10,6 mícrons.
Este tipo de laser é mais comumente usado para processar madeira ou papel (e seus derivados), polimetilmetacrilato e outros plásticos acrílicos. Também é adequado para processar couro, tecido, papel de parede e produtos similares. Também tem sido aplicado no processamento de alimentos como queijos, castanhas e plantas diversas.
Os lasers de CO2 geralmente são mais adequados para materiais não metálicos, embora possam processar alguns metais. Geralmente pode cortar alumínio fino e outros metais não ferrosos. Pode-se aumentar a potência de um feixe de CO2 aumentando o teor de oxigênio, mas isso pode ser perigoso para uma pessoa inexperiente ou para uma máquina que não seja adequada para tais melhorias.
Lasers de fibra
Este tipo de máquina pertence ao grupo de laser de estado sólido e utiliza um laser de sementes. Eles amplificam o feixe usando fibras ópticas de vidro especialmente projetadas que extraem energia de um diodo de bomba. Seu comprimento de onda geral é de 1.064 mícrons, o que produz um diâmetro focal extremamente pequeno. Eles também são geralmente os mais caros dos vários equipamentos de corte a laser.
Os lasers de fibra geralmente não exigem manutenção e têm uma vida útil de pelo menos 25,{2}} horas de laser. Portanto, os lasers de fibra têm uma vida útil muito mais longa do que os outros dois lasers e podem produzir um feixe poderoso e estável. Eles podem atingir intensidades 100 vezes maiores que os lasers de CO2 com a mesma potência média. Os lasers de fibra podem ser feixes contínuos, quase contínuos ou oferecer configurações pulsadas, proporcionando diferentes capacidades. Um subtipo de sistemas de laser de fibra é o MOPA, onde a duração do pulso é ajustável. Isso torna os lasers MOPA um dos lasers mais flexíveis e pode ser usado em uma ampla variedade de aplicações.
Os lasers de fibra são mais adequados para marcação de metal por meio de recozimento, gravação em metal e marcação termoplástica. Eles funcionam bem com metais, ligas e não metais, até mesmo vidro, madeira e plásticos. As máquinas de corte a laser de fibra são extremamente versáteis e podem processar um grande número de materiais diferentes, dependendo da potência. Ao processar materiais finos, os lasers de fibra são a solução ideal. No entanto, para materiais acima de 20 mm, a situação é menos ideal, mas uma máquina a laser de fibra mais cara, com potência superior a 6 kW, também será suficiente.
Lasers Nd:YAG/Nd:YVO
Os processos de corte a laser de cristal podem usar nd:YAG (granada de ítrio-alumínio dopada com neodímio), mas mais comumente usam cristais nd:YVO (vanadato de ítrio dopado com neodímio, YVO4). Esses dispositivos possuem poderes de corte extremamente elevados. A desvantagem dessas máquinas é que elas podem ser caras, não apenas por causa de seu preço inicial, mas também porque sua expectativa de vida é de 8,000 a 15,000 horas (Nd:YVO4 é geralmente menor ) e os diodos da bomba podem ser muito caros.
Esses lasers têm comprimento de onda de 1.064 mícrons e são usados em uma variedade de aplicações, desde médicas e odontológicas até militares e industriais. Comparando os dois lasers, o Nd:YVO tem maior absorção e ganho da bomba, maior largura de banda, maior faixa de comprimento de onda da bomba, menor vida útil no nível superior, maior índice de refração e menor condutividade térmica. Em operação contínua, o Nd:YVO tem níveis de desempenho geral semelhantes ao Nd:YAG em potências médias a altas. No entanto, o Nd:YVO não permite que as energias de pulso sejam tão altas quanto o Nd:YAG, e o laser tem uma vida útil mais curta.
Eles podem ser usados em metais (revestidos e não revestidos) e não metálicos, incluindo plásticos. Em alguns casos, pode até processar algumas cerâmicas. Os cristais Nd:YVO4 têm sido usados em combinação com cristais de alto coeficiente NLO (LBO, BBO ou KTP) para mudar a saída do infravermelho próximo para o verde, azul e até mesmo o ultravioleta, proporcionando uma série de funcionalidades diferentes.
Devido ao seu tamanho semelhante, os íons ítrio, gadolínio ou lutécio podem ser substituídos por íons de terras raras ativos a laser sem afetar muito a estrutura de rede necessária para produzir o feixe. Isto permite que a alta condutividade térmica do material dopado seja mantida.