Fibra, CO2 y láser de diodo: la guía definitiva

por Raymond Lei en March 29, 2022

Las grabadoras y cortadoras láser son de uso común y están disponibles en la actualidad. Mucha gente, tanto aficionados como aficionados al bricolaje y entusiastas de la decoración del hogar, las utilizan para crear todo tipo de manualidades y proyectos, para endulzar el hogar, regalarlas a amigos y familiares, o venderlas online para tener un ingreso extra.

Entre todas estas máquinas láser, los láseres de fibra, los láseres de CO2 y los láseres de diodo son los tres tipos utilizados por la mayoría de las personas. Pero si se confunde acerca de las diferencias entre ellos, y qué láser es perfecto para sus ideas de negocios o proyectos de grabado o corte láser, no está solo. Es un desafío elegir un láser adecuado cuando hay muchos.

Todos estos tipos de láseres tienen distintas características, ventajas y desventajas, y se utilizan para diferentes propósitos. Para un comprador, es necesario comprender todo acerca de estos láseres y luego decidir cuál es el adecuado.

En este artículo, analizaremos en profundidad todos estos tipos de láser. Discutiremos su principio de funcionamiento y lo que pueden hacer. También compararemos su costo, velocidad, vida útil y capacidad de cortar/grabar varios materiales. Al final del artículo, podrá decidir qué láser es adecuado para sus necesidades. Comencemos la discusión.

1) ¿Qué es una máquina láser de CO2?

Nombrados así por el gas que se usa dentro del tubo de descarga, los grabadores láser de CO2 fueron los primeros láseres de gas y se inventaron en 1964. Ahora se han convertido en el tipo de máquina láser más común en el mercado y son ampliamente utilizados por las pequeñas empresas.

En un láser de CO2, un tubo de descarga está lleno de numerosos gases (también conocido como tubo lleno de gas), pero el CO2 está en la proporción más alta, razón por la cual el láser se llama láser de CO2 . Los otros gases dentro del tubo de descarga son hidrógeno, helio, oxígeno, nitrógeno y xenón.

how does co2 laser machine work

Hay dos electrodos en los extremos del tubo de descarga. Cuando se aplica un alto voltaje a los electrodos, las moléculas de nitrógeno se excitan. En el estado excitado, las moléculas se encuentran en un estado vibracional metaestable.

Estas moléculas excitan las moléculas de CO2 presentes en el tubo de descarga. Ahora, cuando las moléculas de CO2 excitadas entran en contacto con las moléculas de helio, se libera una intensa energía en forma de luz o fotones. Estos fotones son los rayos láser que se utilizan para cortar y grabar materiales.

Los rayos de luz o láser que salen del tubo son bastante potentes. Instantáneamente aumentan la temperatura del objeto que entra en contacto y vaporizan el material en poco tiempo.

Los rayos láser se reflejan a través de varios reflectores o espejos. El trabajo de los espejos es desviar los rayos en la dirección requerida. Después de la desviación, estos rayos caen sobre una lente convergente (lente convexa). La lente enfoca los rayos en un punto pequeño y luego se logra un láser altamente enfocado. Este láser sale del módulo láser junto con la asistencia de aire y cae sobre el objeto.

2) ¿Qué es un grabador láser de diodo?

Las máquinas láser de diodo son bastante populares en el mercado porque están disponibles a un precio muy razonable y son ideales para iniciar una pequeña empresa. Estos son utilizados principalmente por entusiastas del bricolaje, aficionados, propietarios de pequeñas empresas y profesionales.

Los rayos láser provienen de diodos especiales que emiten rayos láser de alta intensidad. Estos diodos se conocen como diodos láser. Se utilizan múltiples diodos láser para alta intensidad, lo que comúnmente se denomina banco de diodos.

Un diodo es un semiconductor que se fabrica combinando materiales de tipo p y tipo n. Un lado del diodo es de tipo p y el otro lado es de tipo n. Todos los diodos tienen la misma estructura, incluidos los diodos láser.

how diode laser machine work

Los materiales de tipo p y tipo n se unen, y la unión se denomina unión p-n. Los rayos láser se emiten desde esta unión.Después de aplicar la diferencia de potencial en los extremos del diodo, los electrones del tipo n viajan hacia el tipo p, y los agujeros del tipo p viajan hacia el tipo n. Funciona de manera similar a los LED, pero la salida es muy intenso y coherente, que consta de una sola frecuencia.

Los rayos provenientes de los diodos se desvían mediante espejos y pasan a través de una lente convergente. Convergen en un punto muy fino que produce un calor intenso. El material sobre el que caen los rayos láser se vaporiza rápidamente. Los rayos láser vienen con una asistencia de aire similar a los láseres de CO2.

two laser beams

Las máquinas láser de diodo se utilizan para cortar algunos no metales. Estos pueden grabar una amplia gama de materiales, incluidos los metales.

3) Láser de fibra

Los láseres de fibra son los más potentes y, por lo tanto, los más caros de todos los tipos. Estos han revolucionado el corte y grabado láser. Es una tecnología muy nueva en comparación con el láser de CO2 y el láser de diodo.

Los láseres de fibra también usan un banco de diodos para crear rayos láser. Ya hemos explicado cómo se crean los rayos láser en un diodo láser. Lo mismo sucede aquí, pero los rayos láser se amplifican, lo que finalmente aumenta la potencia del láser.

La potencia de salida de los láseres de fibra es de alrededor de 2000-4000 vatios. Los láseres de fibra industrial son más potentes y tienen una potencia nominal de más de 10 000 vatios.

Estos láseres se diferencian de los láseres de diodo simples porque tienen un sistema de amplificación. Los rayos láser viajan a través de cables de fibra de vidrio o fibra óptica. El cable amplifica los rayos láser debido a la presencia de metales de tierras raras.

Los rayos láser amplificados son muy potentes. Están dirigidos hacia una lente convergente. El láser final que sale por la lente convergente es capaz de cortar metales. Debido a su alta potencia de salida, puede derretir metales rápidamente.

Los láseres de fibra son muy eficientes. La fibra óptica utiliza la mayoría de los rayos láser y los amplifica. Hay una mínima pérdida de energía. Son mucho más potentes que los láseres de diodo y CO2.

Estos láseres no son adecuados para pequeñas empresas porque son muy caros. En su mayoría, se utilizan para cortar metales, grabar y marcar números de serie y códigos de barras.

Sorprendentemente, estos láseres tienen una larga vida útil y duran mucho más que los láseres de CO2. Además, no requieren un mantenimiento excesivo.

Los láseres de fibra son los únicos láseres que tienen la capacidad de cortar y grabar metales. Pueden cortar y grabar metales, así como algunos no metales.

4) Guía del comprador: ¿Qué grabadora láser elegir?

Existen diferentes tipos de láseres, y se vuelve difícil para un principiante seleccionar uno adecuado. Los principiantes se confunden sobre cuál deben elegir. Vamos a comparar estos tres tipos de láseres en función de los materiales con los que pueden reducir su potencia de salida, vida útil, velocidad y precio.

a) Materiales que los láseres pueden cortar y grabar

La decisión de seleccionar un tipo de láser depende de los materiales que desea grabar y cortar y de lo que puede hacer la máquina láser.

En primer lugar, si un láser puede cortar ciertos materiales, también puede grabarlos. Pero si un láser está grabando ciertos materiales, no es necesario que pueda cortarlos. Para cortar, se necesita mucha potencia en comparación con el grabado.

Láseres de diodo

Las máquinas láser de diodo son bastante comunes y se consideran ideales para pequeñas empresas, pasatiempos, bricolaje y arte. Estos son adecuados porque pueden cortar y grabar casi todos los materiales que usamos comúnmente.

Las máquinas láser de diodo pueden cortar fácilmente madera sólida de 5 a 8 mm de espesor, madera contrachapada de 5 a 10 mm de espesor, acrílico de 2 a 5 mm de espesor, cartón, papel y cuero. Estos son los materiales comunes que casi todas las máquinas de diodo láser pueden cortar según su potencia. Los materiales que se pueden grabar con máquinas láser de diodo son madera contrachapada, madera maciza, acrílico, papel, cuero, acero, vidrio, cerámica y algunos materiales más.

Si desea iniciar una pequeña empresa, un láser de diodo es una opción adecuada, ya que puede cortar y grabar una amplia gama de materiales

Grabado

Cortar

Madera maciza

Madera maciza

Madera contrachapada

Madera contrachapada

Vidrio

Cartón

Acero

Papel

Cerámica

Cuero

Cuero

Acrílico

Papel

 

Acrílico

 

 

Láser CO2

Las máquinas láser de CO2 son mejores que las máquinas láser de diodo en términos de materiales de corte. Pueden cortar y grabar una gama más amplia de materiales.

Un láser de CO2 puede cortar madera, acrílico, espuma, cartón, cuero, plástico, vidrio, tela, caucho, papel, Corian y MDF.

Los materiales que puede grabar un láser de CO2 son acrílico, madera, cuero, plástico, tela, vidrio, caucho, ladrillo, cerámica, hueso, aluminio y acero.

Grabado

Cortar

Madera maciza

Madera maciza

Madera contrachapada

Madera contrachapada

Vidrio

Cartón

Acero

Papel

Cerámica

Cuero

Cuero

Acrílico

Papel

Espuma

Acrílico

Plásticos

Ladrillo

Vidrio

Goma

Tela

Tela

Goma

Hueso

 

Aluminio

 

Máquinas láser de fibra

Las máquinas láser de fibra pueden cortar y grabar la mayoría de los metales y algunos no metales. Corta y marca metales que otras máquinas láser no pueden hacer. Estas máquinas son muy potentes, por lo que pueden cortar fácilmente una amplia variedad de metales.

Los láseres de fibra pueden cortar láminas de metal y algunos no metales. Son muy poderosos. Pero principalmente, estos láseres se utilizan para marcar y grabar. Pueden grabar aluminio, latón, cobre, cerámica, tungsteno, cromo, metal pintado, fibra de vidrio, fibra de carbono, níquel, plásticos, madera, caucho, plata, oro, acero inoxidable y cuero sintético.

Grabado

Cortar

Aluminio

Chapas de metal

Latón

Cuero

Cobre

Madera

Cerámica

Acrílico

Tungsteno

 

Cromo

 

Metal pintado

 

Fibra de vidrio

 

Fibra de carbono

 

Níquel

 

Plásticos

 

Cuero

 

Goma

 

Plata

 

Oro

 

Acero

 

b) Potencia láser

Los principiantes deben comprender algunas cosas al considerar la potencia de una máquina láser. Se mencionan tres tipos de clasificaciones de potencia para las máquinas láser. Los tres tipos son energía óptica láser, energía eléctrica láser y energía de máquina.

Es esencial comprender estas clasificaciones de potencia para comprar una máquina láser adecuada según sus necesidades. La potencia de la máquina se refiere a la potencia de entrada de las máquinas. No representa el poder de un láser.

El segundo es la energía eléctrica del láser, que es la energía eléctrica de entrada que toma el módulo láser. La potencia está relacionada con el módulo láser, pero no representa la capacidad del láser para grabar y cortar un objeto. Sin embargo, se puede usar para comprender el consumo de electricidad del módulo láser.

El poder más importante es el poder óptico láser. Es el poder que muestra la capacidad de cortar y grabar materiales. El láser que sale del módulo tiene potencia óptica, y los compradores necesitan ver esta potencia para comprender lo que puede hacer una máquina láser.

La clasificación de potencia de la máquina es siempre la más alta, y luego viene la potencia eléctrica del láser y, finalmente, la potencia óptica del láser. Por ejemplo, una máquina de láser de diodo tiene una potencia óptica de 10 W, una potencia eléctrica de 40 W y una potencia de máquina de 60 W.

Los principiantes se confunden entre la potencia eléctrica del láser y la potencia óptica. Algunas empresas también estafan a la gente diciéndoles la potencia eléctrica en lugar de la potencia óptica. Por lo tanto, siempre necesita ver la potencia óptica de la máquina para comparar.

Láser de diodo

Los láseres de diodo tienen la potencia óptica más baja en comparación con otros tipos de láseres. Estos son típicamente 5-15W. Sin embargo, estos pueden cortar y grabar todos los materiales que hemos comentado. Incluso esta baja potencia es adecuada para pequeñas empresas. Si la energía es baja, se requerirán algunos pases.

xTool ha presentado el primer módulo láser de diodo del mundo con potencia óptica de 20 W. El módulo es muy potente y puede cortar madera contrachapada de hasta 10 mm en una sola pasada. Hace el trabajo rápidamente y con alta precisión. Aumenta la eficiencia de grabado y corte de una máquina láser de diodo.

Láser CO2

Las máquinas láser de CO2 son más potentes que los láseres de diodo. Estos pueden cortar más objetos ya que los rayos láser proporcionan más energía térmica.

La potencia óptica de los láseres de CO2 oscila entre 40 W y 300 W. Son excelentes para cortar y grabar más materiales.

Láseres de fibra

Las máquinas láser de fibra son, en última instancia, poderosas. Pueden cortar metales, por lo que puede suponer lo poderosos que son. Estas máquinas láser suelen tener una potencia óptica de 2000 a 4000 vatios.La potencia es aproximadamente 100 veces la potencia de los láseres de diodo y CO2

Las máquinas de láser de fibra industrial son más potentes. La potencia nominal podría ser de más de 10 000 vatios.

c) Vida útil

La vida útil es otra cosa crítica a considerar al comprar máquinas láser. Por ejemplo, si la vida útil de una máquina láser es menor, entonces necesita comprar repuestos o una máquina nueva. En consecuencia, se vuelve caro.

La vida útil de los láseres de fibra es la mejor. La vida útil esperada es de unas 100.000 horas, lo cual es encomiable. Pero estas máquinas son bastante caras; el costo inicial es relativamente alto.

Los láseres de diodo vienen a continuación. Estos tienen una vida esperada de 25.000 a 50.000 horas. Es excelente para las pequeñas empresas, ya que tiene una excelente vida útil y un precio razonable.

La vida útil de los láseres de CO2 es la más baja: duran entre 5000 y 8000 horas. Por lo tanto, debe reemplazar sus piezas con frecuencia o reemplazar la máquina completa. Al final, se vuelve un poco más caro que los láseres de diodo.

En pocas palabras,

Vida útil: Láseres de fibra > Láseres de diodo > Láseres de CO2

d) Velocidad

La velocidad de un láser es directamente proporcional a la potencia óptica. Cuanto mayor sea la potencia, mayor será la velocidad.

Por lo tanto, podemos decir que los láseres de fibra tienen la mayor velocidad ya que su potencia es 100 veces mayor que los láseres de CO2.

Luego, vienen los láseres de CO2. Estos son más lentos que los láseres de fibra pero más rápidos que los láseres de diodo.

Los láseres de diodo vienen en último lugar. Estos son los más lentos, pero eso no significa que tomen mucho tiempo. Son los más lentos en comparación, pero pueden cortar y grabar a un ritmo rápido. Pueden cortar madera contrachapada de 8 mm de espesor a una velocidad de 1 a 3 mm por segundo, lo cual es bastante rápido.

e) Precio

El factor final y más crucial es el precio. Si desea iniciar un negocio de grabado láser a bajo costo, no hay nada mejor que una máquina láser de diodo. Está disponible a un precio muy razonable, y la vida útil es excelente. Por lo tanto, le brinda un excelente retorno de la inversión rápidamente.

Normalmente, los láseres de diodo están disponibles en el rango de $700-$1500. Para una empresa, es posible que necesite algunos accesorios adicionales, como un accesorio giratorio y asistencia neumática.

Los láseres de CO2 están en el medio. Un láser de CO2 típico costará alrededor de $ 3,000 a $ 4,000. Además, la vida útil de un láser de CO2 es bastante menor, por lo que debe tenerlo en cuenta.

El láser más caro del mercado es un láser de fibra. Es caro, ya que es el más nuevo de todos y puede cortar metales y algunos no metales. El precio oscila entre $ 15,000 y $ 20,000. El costo de un láser de fibra industrial es mucho más que eso. Para las pequeñas empresas, los láseres de fibra son un gran problema.

Conclusión

Los láseres de CO2, fibra y diodo son diferentes entre sí en varios aspectos. La principal diferencia está en su principio de funcionamiento. Para un usuario, la diferencia está en el costo, los materiales que puede cortar/grabar, la velocidad, la vida útil y la potencia.

Los usuarios tienen que decidir qué láser es el mejor para sus necesidades. Para las pequeñas empresas, un láser de diodo es una opción perfecta. Si desea trabajar con elementos no metálicos que no son compatibles con los láseres de diodo, puede utilizar un láser de CO2. El láser de fibra es excelente en términos de corte de metales, pero no es adecuado para pequeñas empresas.

Hemos discutido los tres tipos de láseres en detalle, junto con la capacidad, el principio de funcionamiento, los pros y los contras. Ahora, es más fácil para usted seleccionar el correcto.

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