Современное лазерое оборудование - виды лазеров, их достоинства и недостатки

Обращаясь к проблеме лазерной обработки материалов, необходимо учитывать эти особенности строения и действия разных видов лазеров, чтобы выбрать наиболее оптимальный вариант для каждого конкретного решения. В современной обрабатывающей промышленности в основном наиболее распространены три вида лазеров: СО2-лазеры, Nd:YAG-лазеры и волоконные лазеры. Принципы действия этих лазеров базируются на совершенно разных материалах, что накладывает ограничения на их использование.

В СО2-лазере в качестве рабочего тела используется газовая смесь на основе углекислого газа. Длина волны излучения такого лазера – 10.4 мкм, режим работы – непрерывный либо импульсный с модуляцией током накачки. Маломощные (менее 500 ватт) СО2-лазеры используются для обработки органических материалов, мощные (0.5 – 20 кВт и выше) – для обработки металлов.

В Nd:YAG-лазерах в качестве рабочего тела используется алюмоиттриевый гранат, активированный неодимом. Длина волны излучения – 1.064 мкм, режим работы непрерывный, импульсный, импульсно-периодический, квазинепрерывный. Мощность варьируется от 1 Вт до 5 кВт. Часто используются в медицине, в лазерных дальномерах, для обработки определенных материалов.

В волоконном лазере в качестве рабочего тела используется кварцевое волокно, легированное ионами редкоземельных металлов, например, иттербия. Длина волны излучения – 1.06 – 1.09 мкм. Мощность от милливатт до 20 кВт. Чаще всего применяются для обработки металлов и большинства пластмасс.

При выборе лазера следует учитывать, что недостатком мощных газовых лазеров является необходимость использования расходных материалов, большие габариты излучателя, необходимость располагать излучатель рядом с зоной обработки, сложная система охлаждения, при этом достоинством является относительно низкая стоимость. Недостатком волоконных лазеров является принципиальная невозможность получить высокую (более 20 кВт) пиковую мощность излучения. Следовательно, все применения, требующие короткого мощного импульса, для волоконных лазеров закрыты. Достоинством же волоконных лазеров является высокий ресурс, технологичность, отсутствие расходных материалов, компактность, возможность передавать излучение по волокну, располагая излучатель вдали от зоны обработки. Недостатком Nd:YAG-лазеров является наличие тепловой линзы, что приводит к изменению параметров пучка в зависимости от мощности, необходимость постоянной юстировки, наличие расходных материалов. Однако их достоинством является возможность выдавать короткие мощные импульсы, что делает эти лазеры незаменимыми для лазерной ковки, очистки и др.
Все эти виды лазеров можно успешно использовать для решения разного рода практических задач в области обработки материалов, однако предварительно стоит выяснить для себя перечень основных требований к работе, чтобы выбрать наиболее подходящий по качеству и цене лазерный станок.