Anàlisi de diferents tipus de sistemes làser pel processat de materials

Abstract

Aquest projecte estudia les característiques dels polsos emesos per tres sistemes làser destinats al processat de materials. La longitud d’ona dels tres sistemes es troba al voltant dels 1064nm, però les tecnologies utilitzades no són les mateixes (làmpades, díodes i fibra òptica). Pel que fa a les aplicacions, també són ben diferents, ja que estan destinats a la soldadura, marcatge i tall respectivament. El tipus de polsos que generen els làsers és determinant a l’hora d’escollir el sistema més adient per una aplicació de processat de materials, així que disposar d’aquesta informació pot ser un factor clau. Aquest ha estat l’objectiu del projecte. Cada sistema presenta característiques concretes en els seus polsos degudes a les seves estructures internes. Com que aquestes característiques també poden influir en les aplicacions de processat de materials, les hem analitzat. A l’hora de comparar els sistemes hem observat com les diferències de la distribució de l’energia en els polsos són molt grans; de forma especial entre el tipus de bombeig per làmpada tipus flash i la resta. També s’aprecia que les potències de pic assolides per un sistema polsat per un mòdul commutador de qualitat (Q-Switch) són molt elevades i poden superar els 60kW. Aquestes elevades potències poden arribar a evaporar els metalls, però degut a la curta duració d’aquests polsos, l’afectació en el material és poc profunda. D’altra banda, la duració molt més gran dels polsos generats pel sistema de làmpades facilita la fusió dels metalls en una zona d’afectació molt més profunda. El sistema de fibra permet una certa versatilitat al ser capaç de generar un pols més o menys llarg i alhora presentar els beneficis d’un sistema amb Q-Switch. Finalment, cal destacar la gran millora en l’eficiència energètica dels sistemes de fibra en comparació amb la resta.