¿Cuáles son las industrias de aplicaciones de la máquina de corte por láser de CO2?

El principio de funcionamiento de una máquina de corte por láser de CO2 es utilizar una mezcla de gases de dióxido de carbono (CO2) como medio activo para generar un rayo láser de alta potencia que puede cortar diversos materiales. Luego, el rayo láser se enfoca y se dirige hacia la pieza de trabajo para cortar o grabar diversos materiales. El principio de funcionamiento de la máquina de corte por láser de CO2 implica varios pasos clave:

• Medio láser: el núcleo de la máquina de corte por láser de CO2 es el medio láser, que es una mezcla de dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y helio (He). Esta mezcla de gases se sella dentro de un tubo láser, generalmente un tubo largo de vidrio con espejos en cada extremo.
• Entrada de energía: la mezcla de gas se excita aplicando una descarga de alto voltaje al gas dentro del tubo láser. Esta descarga ioniza los átomos del gas, produciendo una inversión de población. En resumen, energiza el gas para ponerlo en un estado de mayor energía.
• Inversión bruta: cuando los átomos de gas se excitan, algunos electrones se elevan a un nivel de energía más alto. Estos electrones excitados se encuentran en un estado inestable y tienden a volver a sus niveles de energía inferiores originales, liberando fotones (partículas de luz) en el proceso. Esta emisión de fotones da como resultado una inversión de población, donde hay más moléculas en estados de mayor energía que en estados de menor energía.
• Emisión de fotones: cuando los electrones excitados regresan a un nivel de energía más bajo, emiten fotones. Estos fotones están en forma de luz láser, con una longitud de onda específica (típicamente en el rango del infrarrojo lejano al infrarrojo medio, alrededor de 10,6 micrones para los láseres de CO2).
• Resonador óptico: el tubo láser está diseñado como un resonador óptico con dos espejos colocados en cada extremo. Un espejo es totalmente reflectante, mientras que el otro es parcialmente reflectante. Los espejos parciales permiten que una parte de la luz láser generada escape como un rayo láser.
• Acercamiento: los fotones liberados durante la inversión de población rebotan de un lado a otro entre los espejos, estimulando continuamente más moléculas de gas excitadas para liberar más fotones. Esto da como resultado la amplificación de la energía de la luz, produciendo un haz láser intenso y coherente.
• Formación de haz láser: Los espejos parcialmente reflectantes permiten que la luz láser amplificada salga del tubo láser en forma de un haz láser concentrado de alta potencia. Las propiedades de la mezcla de gas CO2 determinan la longitud de onda del láser, que suele rondar las 10,6 micras en el espectro infrarrojo.
• Óptica de enfoque: el rayo láser se dirige a través de una serie de ópticas de enfoque, que incluyen lentes o espejos, para concentrar la energía en un tamaño de punto muy pequeño. Este haz enfocado permite el corte preciso de materiales.
• Interacción de la materia: cuando un rayo láser enfocado interactúa con la superficie de un material, la intensa energía provoca un calentamiento localizado. Este calor hace que el material se vaporice, se funda o se elimine mediante ablación, según las propiedades del material y los parámetros del láser utilizados.
• Proceso de corte: el rayo láser puede cortar el material de manera efectiva al mover el material o el rayo láser a lo largo de una ruta programada. El material absorbe la energía del láser, lo que hace que se caliente rápidamente y se elimine capa por capa.
• Control por computadora: la máquina de corte por láser de CO2 está controlada por una computadora, que dirige con precisión el movimiento del cabezal del láser y ajusta la potencia, la velocidad y otros parámetros del láser. Este control por computadora permite realizar cortes o grabados complejos y precisos en una variedad de materiales.