Processamento de Materiais com Laser

 

Processamento de Materiais com Laser - Laser de CO2 de fluxo axial lento

Neste caso, a velocidade do fluxo do gás laser é de cerca de 5 m/s e normalmente a excitação é provocada por corrente contínua. O arrefecimento do gás laser dá-se nas paredes do ressonador. Por cada metro de descarga no ressonador, produz-se, no máximo, 100 W de potência. Para se alcançarem potências mais elevadas, seriam necessários ressonadores muito mais compridos. Para se obter uma construção compacta, a maioria dos ressonadores são dobrados, e existem lasers deste tipo com uma potência de até 1,5 kW. Para potências mais elevadas, aumenta, por um lado, a quantidade de elementos ópticos e consequentemente o tempo de ajuste, aumentando também a sensibilidade à temperatura de forma significativa. Este é o tipo de laser adequado quando é necessário um raio de boa qualidade para uma potência inferior a 500 W.

 

Processamento de Materiais com Laser - Laser de CO2 de fluxo axial rápido

Neste caso, a velocidade do fluxo do gás laser é superior a 500 m/s, que se alcançam com compressores Root ou ventiladores turbinados. O arrefecimento do gás é feito por permutadores de calor. Por cada metro de descarga obtêm-se no máximo 500 W de potência de laser. Desta forma conseguem-se lasers compactos com potência de saída mais elevada (até > 36kW). A excitação dá-se por corrente contínua ou alta frequência. A maioria dos laser de CO₂, actualmente utilizados no tratamento de materiais, funcionam através deste princípio.

 

Processamento de Materiais com Laser - Laser de CO2 de fluxo transversal

Neste caso, o gás laser flui transversalmente à direcção de propagação do feixe, permitindo uma extracção mais rápida do calor por um permutador. O gás laser é movimentado por um ventilador. Em virtude do grande volume do ressonador, podem-se atingir potências elevadas, que, actualmente, vão dos 6 aos 45 kW. A excitação faz-se normalmente por corrente contínua. A qualidade do laser resultante é mais apropriada para a soldadura e tratamento de superfícies do que para o corte.

 

Processamento de Materiais com Laser - Laser Nd:YAG

O meio activo do laser Nd:YAG é um monocristal artificial dopado com iões Nd3+ (Neodym), que constitui o elemento activo. A energia é introduzida opticamente por lâmpadas de flash.

A lâmpada de flash e o meio activo do laser encontram-se respectivamente nos focos dos cilindros elípticos espelhados. Desta forma, a energia das lâmpadas de flash é aproveitada ao máximo. Os laser Nd:YAG são accionados, na maioria dos casos, por impulsos. A potência média em sistemas de impulsos é de 1000 W. Podem, no entanto, obter-se lasers Nd:YAG, de funcionamento contínuo, até 4200 W. Tal como no laser de CO₂ a radiação do laser Nd:YAG pode ser desviada por meio de espelhos e lentes. Devido ao comprimento de onda mais curto, 1,06µm, na transmissão de feixes podem, também, ser utilizadas fibras ópticas. Neste caso, a combinação com um robot de braço articulado pode ser de especial interesse.


Esquema de princípio de um laser Nd:YAG

O laser Nd:YAG não precisa de gás para funcionar. Para trabalhar, e consoante a tarefa a ser executada, são necessários gases de corte ou gases de protecção. Os principais campos de aplicação do laser Nd:YAG são o corte, a soldadura e a furação de precisão, como também a realização de trabalhos em peças muito reduzidas.

 

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