A aplicação da tecnologia de corte a laser de fibra na indústria é recente, tendo começado há poucos anos. Muitas empresas já perceberam as vantagens dos lasers de fibra. Com o aprimoramento contínuo da tecnologia de corte, o corte a laser de fibra tornou-se uma das tecnologias mais avançadas do setor. Em 2014, os lasers de fibra ultrapassaram os lasers de CO2 como a maior fonte de laser em participação de mercado.
As técnicas de corte a plasma, chama e laser são comuns em diversos métodos de corte por energia térmica, sendo o corte a laser o que oferece a melhor eficiência, especialmente para detalhes finos e corte de furos com relação diâmetro/espessura inferior a 1:1. Portanto, a tecnologia de corte a laser também é o método preferido para cortes de alta precisão.
O corte a laser de fibra tem recebido muita atenção na indústria porque oferece a mesma velocidade e qualidade de corte que o corte a laser de CO2, além de reduzir significativamente os custos de manutenção e operação.
Vantagens do corte a laser de fibra
Os lasers de fibra oferecem aos usuários os menores custos operacionais, a melhor qualidade de feixe, o menor consumo de energia e os menores custos de manutenção.
A vantagem mais importante e significativa da tecnologia de corte por fibra óptica reside na sua eficiência energética. Com módulos digitais de estado sólido integrados e um design único, os sistemas de corte a laser de fibra óptica apresentam eficiências de conversão eletro-óptica superiores às do corte a laser de dióxido de carbono. Para cada unidade de potência de um sistema de corte a dióxido de carbono, a utilização real é de cerca de 8% a 10%. Já nos sistemas de corte a laser de fibra óptica, os usuários podem esperar uma eficiência energética superior, entre 25% e 30%. Em outras palavras, o sistema de corte por fibra óptica consome de três a cinco vezes menos energia do que o sistema de corte a dióxido de carbono, resultando em um aumento da eficiência energética superior a 86%.
Os lasers de fibra possuem características de comprimento de onda curto que aumentam a absorção do feixe pelo material a ser cortado, permitindo o corte de materiais como latão e cobre, bem como materiais não condutores. Um feixe mais concentrado produz um foco menor e uma maior profundidade de foco, de modo que os lasers de fibra podem cortar rapidamente materiais mais finos e materiais de espessura média com maior eficiência. Ao cortar materiais com até 6 mm de espessura, a velocidade de corte de um sistema de corte a laser de fibra de 1,5 kW é equivalente à velocidade de corte de um sistema de corte a laser de CO2 de 3 kW. Como o custo operacional do corte a laser de fibra é menor do que o de um sistema de corte a laser de dióxido de carbono convencional, isso pode ser interpretado como um aumento na produtividade e uma redução no custo comercial.
Existem também questões de manutenção. Os sistemas de laser de dióxido de carbono requerem manutenção regular; os espelhos necessitam de manutenção e calibração, e os ressonadores também requerem manutenção regular. Por outro lado, as soluções de corte a laser de fibra praticamente não exigem manutenção. Os sistemas de corte a laser de dióxido de carbono utilizam dióxido de carbono como gás laser. Devido à pureza do dióxido de carbono, a cavidade fica contaminada e precisa ser limpa regularmente. Para um sistema de CO2 de vários quilowatts, isso custa pelo menos US$ 20.000 por ano. Além disso, muitos cortes com dióxido de carbono exigem turbinas axiais de alta velocidade para fornecer o gás laser, e essas turbinas também requerem manutenção e reforma. Por fim, em comparação com os sistemas de corte a dióxido de carbono, as soluções de corte a laser de fibra são mais compactas e têm menor impacto no meio ambiente, portanto, exigem menos refrigeração e o consumo de energia é significativamente reduzido.
A combinação de menor necessidade de manutenção e maior eficiência energética permite que o corte a laser de fibra emita menos dióxido de carbono e seja mais ecológico do que os sistemas de corte a laser de dióxido de carbono.
Os lasers de fibra são utilizados em uma ampla gama de aplicações, incluindo comunicações a laser por fibra óptica, construção naval industrial, fabricação automotiva, processamento de chapas metálicas, gravação a laser, dispositivos médicos e muito mais. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia, seu campo de aplicação continua a se expandir.
Como funciona a máquina de corte a laser de fibra — princípio de emissão de luz do laser de fibra