Tecnologia Laser a Fibra: Come Funzionano gli Incisori Laser a Fibra

Gli incisori laser a fibra concentrano un fascio di luce attraverso un cavo in fibra ottica per creare marcature permanenti su metalli e alcune plastiche. Scopri tutto ciò che devi sapere sulla tecnologia e sulle macchine laser a fibra qui!

Che cos’è un incisore laser a fibra?

Gli incisori laser a fibra sono utilizzati per realizzare marcature permanenti su metalli e alcune plastiche. Nel processo di incisione, un fascio di luce focalizzato viene inviato attraverso un cavo in fibra ottica e usato per marcare la superficie del materiale. La superficie assorbe il laser, si fonde e si scolorisce. Gli incisori laser a fibra sono anche chiamati macchine per la marcatura laser a fibra. Sono ampiamente usati da artigiani e produttori per creare design personalizzati e articoli su misura e per marcare componenti di prodotto ai fini di identificazione e tracciamento.

Che cosa fanno i marcatori a fibra?

I laser in fibra ottica sono macchine di precisione usate per la marcatura, la pulizia e la testurizzazione, tra le altre attività. Le macchine per la marcatura laser a fibra sono utilizzate in tutti i settori, inclusi aerospaziale, odontoiatrico, medico, automobilistico, gioielleria, scientifico e sensori. Il cavo flessibile in fibra ottica consente una precisione estrema e velocità di lavoro elevate.

I produttori usano spesso i marcatori laser a fibra per identificare prodotti — come componenti auto o dispositivi medici — in modo che possano essere facilmente tracciati. Tuttavia, anche artigiani e piccole imprese usano i marcatori laser a fibra per creare prodotti unici. Dai regali di nozze agli articoli promozionali, un incisore laser a fibra può essere utilizzato per realizzare articoli personalizzati e opere su un’ampia gamma di materiali diversi.

Sebbene la tecnologia laser a fibra sia estremamente versatile, è importante distinguere tra un incisore laser a fibra e un laser a fibra per il taglio. I laser a fibra per il taglio sono molto più potenti degli incisori laser a fibra perché hanno una sorgente laser più intensa e focalizzata. Un incisore laser a fibra produce una lunghezza d’onda compresa tra 800 e 2,200 nm, mentre una macchina laser a fibra per il taglio opera a una lunghezza d’onda tra 9,000 e 11,000 nm. Anche se è possibile tagliare il metallo con un marcatore laser a fibra, servirebbe una sorgente laser di circa 2,000 watt. Una tipica macchina laser a fibra DIY ha una potenza di 20–50 watt.

Come funziona un laser a fibra? Che cos’è la tecnologia del laser a fibra?

Tutti i laser hanno tre componenti principali — una sorgente di energia, un mezzo laser e un risonatore ottico. La sorgente di energia, o sorgente di pompaggio, è da dove il laser ricava la sua energia. Il mezzo laser, chiamato anche mezzo attivo (gain medium), determina la lunghezza d’onda del laser. Esistono molti mezzi laser diversi che possono essere usati come base di un laser. Il risonatore ottico, o cavità ottica, riflette la luce, così da reimmetterla nel sistema.

Un laser a fibra utilizza una sorgente laser a bassa manutenzione per generare un fascio laser che viaggia attraverso un cavo in fibra ottica “drogata” fino alla testa del fascio. Un cavo in fibra ottica drogata contiene ioni di elementi delle terre rare come l’itterbio. Questi elementi aumentano l’efficienza e le prestazioni della fibra. La testa del fascio contiene un espansore di fascio e una lente. È questa la parte che effettua effettivamente la marcatura.

Le macchine per la marcatura laser espongono i materiali a un fascio a bassa potenza. Questo non altera le proprietà dei materiali, ma utilizza invece un processo chiamato colorazione laser sulla superficie per creare marcature ad alto contrasto. Utilizzando software come EzCad, i marcatori laser a fibra possono creare testi, immagini o motivi elaborati in base ai tuoi design

Come funzionano le sorgenti laser a fibra

La sorgente del fascio laser in una macchina laser a fibra è la sorgente di pompaggio. La sorgente di pompaggio è composta da diodi laser che convertono l’elettricità in luce. I diodi contengono due semiconduttori con cariche elettriche opposte. Quando queste cariche opposte si incontrano, rilasciano un elettrone libero che emette poi un fotone. Questi fotoni si accumulano mentre l’elettricità attraversa i diodi. I fotoni vengono quindi pompati nel cavo in fibra ottica drogata che genera il fascio laser.

Il sistema di azionamento galvanometrico

Esistono diversi metodi per dirigere il fascio laser una volta creato dalla sorgente laser. Mentre le macchine laser a piano fisso usano cinghie motorizzate per dirigere il fascio laser con specchi fissi, il galvanometrico sistema di azionamento usa specchi ad alta velocità azionati da motori per dirigere il fascio attraverso le sue lenti. Poiché non ci sono cinghie e le uniche parti in movimento sono gli specchi, il fascio laser può muoversi ad alte velocità in modo facilmente ripetibile. Con le macchine galvanometriche puoi ottenere risultati di marcatura di alta qualità con tempi ciclo brevi, occupando meno spazio produttivo.

Lenti di scansione F-theta per laser a fibra

Il fascio laser creato con un sistema di azionamento galvanometrico si muove in una o due dimensioni. Con una lente tradizionale, il punto focale del fascio cambia man mano che il fascio si allontana dall’asse ottico. Questo cambiamento del punto focale può causare difetti nei tuoi progetti. Le lenti F-theta correggono questo problema mettendo a fuoco il fascio laser su un piano immagine senza distorsione.

Le lenti F-theta sono spesso usate in sistemi di scansione galvanometrica composti da due specchi. Uno specchio controlla la deviazione del fascio in una direzione e l’altro controlla la direzione del fascio nella direzione perpendicolare. La lente F-theta mette quindi a fuoco il laser con precisione sulla superficie piana.

Precisione dell’autofocus

I modelli più recenti di marcatori a fibra possono includere una funzione di autofocus, consentendo agli utenti di ottenere la lunghezza focale ideale su una varietà di materiali con la pressione di un pulsante. I nuovi OMTech Autofocus Fiber Laser Markers rendono la messa a fuoco dei tuoi progetti semplicissima, offrendo praticità e messa a fuoco istantanea.

Laser a fibra vs. laser CO2

I laser CO2 e i laser a fibra funzionano al meglio su materiali diversi e con spessori diversi. La principale differenza tra i due è il modo in cui creano e trasmettono i fasci laser. I laser CO2 funzionano utilizzando gas CO2 per scindere ioni di particelle di luce. Queste particelle collidono tra loro, scindendosi ulteriormente. Una coppia di lenti riflette e rifocalizza poi la luce lungo un “beam delivery system” fino alla testa di taglio. Quando la luce raggiunge la testa di taglio, viene rifocalizzata ed emessa per marcare o tagliare. La luce emessa da un laser CO2 ha una lunghezza d’onda più lunga rispetto alla luce emessa da un laser a fibra.

I laser CO2 esistono da più tempo rispetto ai laser a fibra — da oltre 30 anni — ma i laser a fibra stanno rapidamente recuperando in termini di frequenza d’uso. Un vantaggio dei laser a fibra rispetto ai laser CO2 è il costo. I laser a fibra sono più efficienti e costano meno da gestire. Sono anche più facili da mantenere, rendendoli un’opzione interessante per piccole imprese e artigiani. I laser CO2 funzionano meglio su materiali più spessi. I laser a fibra, invece, hanno un chiaro vantaggio sui materiali più sottili e lavorano molto più velocemente.

Un laser a fibra è migliore di un laser CO2?

I laser a fibra rendono meglio dei laser CO2 in alcune attività. Producono un fascio laser più concentrato, quindi sono ottimi per lavori che richiedono marcature precise e ad alto contrasto. I laser a fibra sono molto più veloci dei laser CO2 e causano meno danni al materiale circostante perché agiscono solo sullo strato superficiale. Inoltre, occupano meno spazio.

I laser CO2, invece, possono essere usati su una gamma più ampia di materiali, inclusi vetro, plastica, pelle, legno e pietra, tra gli altri. I laser CO2 rendono meglio anche su materiali più spessi. Tuttavia, bisogna fare attenzione quando si usano laser CO2 su metalli altamente riflettenti, perché il laser potrebbe essere riflesso verso la macchina, danneggiandola.

In definitiva, la scelta tra un laser a fibra e un laser CO2 dipenderà da diversi fattori, tra cui:

• Il tipo di materiale che stai incidendo
• Lo spessore del materiale che stai tagliando
• Il volume di marcatura che farai

Se lavorerai principalmente con metalli, plastiche dure o pietra, una macchina laser a fibra può essere una scelta migliore. Se lavorerai con legno o altri materiali morbidi o porosi, un laser CO2 sarà l’opzione migliore. Potresti anche scegliere una macchina per la marcatura laser a fibra se prevedi di fare molta marcatura, se devi farla rapidamente o se desideri un incisore laser a bassa manutenzione.

Quali materiali può incidere o marcare un laser a fibra?

I laser a fibra possono incidere o marcare una varietà di materiali diversi, ma non funzionano su tutti i materiali. Se vuoi incidere il metallo con motivi grafici complessi, numeri di serie o codici a barre, i laser a fibra sono un’ottima opzione. Sono anche un’ottima scelta per l’incisione di gioielli e altri progetti hobbistici. A differenza dei laser CO2, non serve usare una soluzione di bonding quando si usa un marcatore laser a fibra sul metallo. I laser a fibra funzionano meglio su materiali duri e fragili, come metallo, pietra e plastiche dure.

I materiali che puoi incidere o marcare con i laser a fibra includono:

• Acrilico
• Plastiche dure
• Mattoni
• Granito
• Marmo
• Piastrelle
• Alluminio
• Oro
• Argento
• Acciaio inossidabile
• Ottone
• Titanio
• Tungsteno

I laser a fibra funzionano bene sui materiali in PVC (cloruro di polivinile). Tuttavia, alcuni acrilici in PVC possono creare fumi tossici quando vengono lavorati con il laser. Il PVC è un polimero che contiene cloruro. Il riscaldamento del PVC lo decompone, causando il rilascio di acido cloridrico, un gas tossico. Se stai usando un laser a fibra sul PVC, dovrai assicurarti di utilizzare un sistema di aspirazione fumi affidabile in grado di gestire il gas tossico.

Un’altra considerazione quando si usa il PVC con un laser in fibra ottica è la declorazione, un processo di decomposizione che si verifica mentre il PVC viene riscaldato. Quando il cloro viene rilasciato, provoca un ingiallimento intorno all’area che è stata marcata con il laser a fibra.

Un laser a fibra può incidere il legno?

Le macchine per la marcatura laser a fibra non possono incidere il legno. I laser a fibra hanno una lunghezza d’onda più corta rispetto ad altri tipi di laser, il che consente al laser a fibra di penetrare nel legno. Questo causa un accumulo di calore e alla fine farà prendere fuoco al legno. È estremamente pericoloso, soprattutto perché il legno può alimentare un incendio.

Inoltre, gli incisori laser a fibra non offrono risultati ottimali sul legno. L’elevata intensità del fascio laser a fibra rende difficile controllarne l’assorbimento nei materiali porosi. Poiché il tasso di assorbimento non può essere controllato, le marcature prodotte da un laser a fibra sul legno sono imprevedibili. Anche se il legno non prende fuoco, l’incisione può risultare bruciata in alcuni punti e appena visibile in altri. Non riuscirai a ottenere risultati precisi e ripetibili, che è il principale motivo per cui la maggior parte delle persone è interessata a un laser a fibra in primo luogo.

Un laser a fibra può tagliare il vetro?

I laser a fibra non possono essere usati per tagliare il vetro, principalmente a causa della lunghezza d’onda del fascio laser che producono. I laser a fibra funzionano facendo assorbire la luce e fondere a uno strato del materiale che stanno marcando. Il vetro assorbe pochissima luce nello spettro visibile, quindi non è compatibile con i marcatori laser a fibra.

Quanto costa una macchina per la marcatura laser a fibra?

I prezzi delle macchine laser a fibra di marcatura variano notevolmente a seconda della fonte. Molti sistemi di fascia alta costano decine di migliaia di dollari. Anche se è possibile acquistare macchine laser a fibra economiche, spesso sono di scarsa qualità e o non funzioneranno bene o non dureranno a lungo. È difficile trovare una macchina di alta qualità a un prezzo accessibile.

Sebbene i grandi produttori possano giustificare la spesa di una grande quantità di denaro per macchine costose, piccole imprese, artigiani e hobbisti di solito non possono permettersi di spendere $30,000 o più per un laser in fibra ottica. OMTech ha notato questa lacuna nel mercato e ha progettato macchine pensate per offrirti incisori laser della migliore qualità a prezzi ragionevoli.

Dove acquistare una macchina di marcatura laser a fibra

OMTech è un marchio indipendente che offre macchine per incisione laser di qualità a prezzi accessibili. Prima di avviare il marchio, i fondatori di OMTech avevano oltre dieci anni di esperienza nel settore dell’incisione laser. Ora hanno macchine laser per ogni esigenza. Che tu sia un hobbista che ha bisogno di un incisore da tavolo o una piccola impresa che ha bisogno di un incisore laser a fibra con autofocus, OMTech Laser ha la soluzione migliore per te.

OMTech costruisce incisori laser pensati per funzionare in modo intuitivo, quindi non serve una laurea in ingegneria per usarne uno. Puoi accedere a capacità laser avanzate con la pressione di un pulsante. Sanno che gli incisori laser sono un investimento, quindi offrono anche opzioni di finanziamento per i clienti. Artigiani DIY e piccole imprese possono ora approfittare di termini di pagamento flessibili per acquistare un incisore laser di qualità.

Hanno creato una community online di hobbisti, artigiani e aziende che condividono conoscenze sul laser e risolvono insieme i problemi. Offrono anche un’assistenza clienti di alto livello, così puoi ottenere il massimo dalla tua macchina laser. Contatta OMTech oggi stesso per scoprire come possono aiutarti a iniziare il tuo percorso nel mondo del laser.