Qué es un láser y cómo trabaja? Conocer o responder a estas preguntas no solo te permite aumentar tu eficiencia, sino que también saber que materiales utilizar.

Los láser son clasificados de acuerdo a su fuente, es decir, qué es lo que los genera u origina.

Cada tipo de láser posee diferentes longitudes de onda de energía y los materiales reaccionan de manera diferente a la energía y esta es la razón porque algunas máquinas de grabado láser trabajan mejor con unos materiales y con otros no.

El láser por su naturaleza crean un rayo de energía focalizado el cual viaja en línea recta. Este rayo, que viene tal como sale de la fuente, es direccionado y focalizado para lograr que haga el grabado. Este ciclo toma unos cuantos segundos en completarse generando un grabado permanente.

Los láser según su fuente pueden ser Gas (CO2) o en Estado sólido YAG, YVO04, etc.

Grabado láser con “Láser CO2”

Las máquinas de grabado láser CO2 poseen una fuente que se encuentra en un tubo bastante exacto en su fabricación compuesto por una cavidad sellada dentro de la cual existe una mezcla de gases, incluido dióxido de carbono. Éste último se encuentra en mayor cantidad y esa es la razón que le da el nombre a este tipo de láser. Asimismo, en este tubo, en su cavidad, también existen unos espejos internos de alta precisión y exactamente alineados que son la clave para que el rayo se refleje y viaje en línea recta generando el grabado sin perder precisión y potencia. En este punto cabe mencionar diferencias con algunos equipos de origen chino, en que la óptica de radiación así como los espejos no son de la misma calidad y consecuentemente el grabado láser no es óptimo o se descalibran con facilidad.

El proceso de encendido del láser se produce por medio de la excitación de la mezcla de plasma de dióxido de carbono al interior de la cavidad la cual se lleva a cabo mediante radio frecuencia RF. Hay placas de radio frecuencia (RF) cuidadosamente diseñadas y colocadas al exterior del tubo que proporcionan el estímulo suficiente y necesario para iniciar el proceso químico. Estas placas son críticas al momento de generar la estimulación y también para el rendimiento del láser. Otra diferencia con algunos de los equipos de origen oriental. Adicionalmente, mientras más rápida se inicie la reacción de la mezcla de plasma más efecto va a tener sobre la forma o perfil del rayo.

Normalmente las placas se encuentran a los lados de la cavidad del láser y su efecto puede ser comprimir la forma del rayo de uno redondo a uno ligeramente ovalado.

A medida que los pulsos de radio frecuencia encienden el plasma, la energía comienza a rebotar de un espejo a otro de ida y vuelta, con cada pulso de RF, el haz de luz o rayo se fortalece hasta alcanzar un umbral suficiente para salir a través de uno de los espejos por una salida especial. El resultado final es un rayo láser en bruto que sale del tubo, todo lo cual ocurre en fracciones de segundos.

Uno de los aspecto claves de los láser CO2 es la longitud de onda del rayo ya que estos operan en el rango de los rayos infrarrojo, es decir la energía intensa no puede ser vista por el ojo humano, por ello los sistema láser son totalmente sellados con interruptores de seguridad en las puertas.

La frecuencia de salida común o longitud de onda de un láser co2 es de 10,6 (mu) micrómetros. Muchos materiales actúan como una esponja para esta longitud de onda de la energía y el resultado es la vaporización del material.  Esencialmente el laser causa en estos materiales que se conviertan en humo cuando el proceso de grabado o corte comienza.

Grabado Láser con Sistema “YaG Láser”

Otro tipo de láser para grabado bien común es el llamado Nd-YaG el cual es el acrónimo que resulta de la unión de los elementos activos que generan la energía del láser. En este tipo de láser se usa una barra compuesta de elementos especiales. Itrio (Ytrium) ultra puro y Aluminio más Garnet componen esta barra que además le dan la sigla que nombra el láser. Un componente activo en estos elementos son los iones de Neodimio que se reducen a las letras Nd.

El rayo aquí se genera por medio de un efecto químico cuando la barra de YAG, es bombardeado con energía a partir de una lámpara de destellos o un fuente láser de diodo. Este efecto se denomina “Bombeo” y los distintos fabricantes se refieren a los distintos tipos de bombeo como fuentes, es decir Bombeado por diodos, bombeado por lámpara. Cabe mencionar que el bombeo por lámparas se encuentra en desuso y relegado principalmente para algunos tipos de láser de grabado sobre metales cuando se requiere de marcaciones profundas sobre metales de alta dureza o algunos láser de corte que utilizan lámparas de Xenon.

Durante el proceso de bombeo la barra de YAG genera una luminosidad fluorescente con un resplandor brillante de un púrpura intenso.

La longitud de onda de salida típico de un laser YAG es de 10,6 micrómetros (mu). El uso de cristales especiales puede duplicar, triplicar o cuadriplicar la frecuencia de salida creando longitudes de onda para aplicaciones especiales.

El tiempo de respuesta del proceso de bombeo para generar el láser no es instantáneo por lo que la salida del láser se controla usando un Q-Switch o diafragma óptico. Funciona como un tambor con agua con un agujero pequeñito en la parte baja del tambor con una llave de paso, este se llena con agua y se abre la llave para que salga por el agujero pequeñito. Este obturador óptico permite el control exacto de los impulsos de salida del láser. La variación de los impulsos del láser puede crear más o menos energía aplicada para tipos específicos de grabados. Mientras más fiabilidad y consistencia del rayo mejor calidad de grabado, esto se ha permitido en gran medida por los nuevos diseños de bombeado por diodos relegando los bombeados por lámpara. Esta barra de Cristal sólido YAG se gasta en el tiempo la que debe ser reemplazada. Cada una de estas barras es como una joya en la naturaleza.

La herramienta adecuada para el grabado láser correcto.

Aunque la mayoría de tiendas de grabado láser han adoptado la tecnología de grabado láser de CO2 por su ahorro de tiempo y resultados consistentes, cada vez más han ido optando por los equipos de grabado láser YAG para expandirse a nuevos mercados. Además, nuevos procesos y materiales se han desarrollado en gran medida para los mercados y aplicaciones de los láseres de CO2 haciéndolos más rentables que nunca.

El aumento en el requerimiento de grabado láser con de láseres de todo tipo continúa creciendo a medida que lo hacen las muchas oportunidades para proporcionar productos de calidad para cumplir con los plazos de entrega exigentes de la actualidad.

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