Novas - As principais aplicacións dos láseres na industria

Desde a súa aparición na década de 1960, a tecnoloxía láser desenvolveuse rapidamente como unha ferramenta clave no campo da fabricación industrial debido á súa alta densidade de enerxía, boa direccionalidade e controlabilidade. En comparación cos métodos tradicionais de procesamento mecánico, o procesamento láser ten vantaxes significativas, como a ausencia de contacto, a alta precisión e o alto grao de automatización, e utilízase amplamente na fabricación industrial, como o corte de materiais, a soldadura, o marcado, a perforación e a fabricación aditiva. Segundo o tipo de láser e as súas características do proceso, o procesamento láser industrial divídese principalmente en tres categorías: corte por láser, soldadura por láser e fabricación aditiva por láser. Cada método de proceso ten o seu propio mecanismo de acción e ámbito de aplicación.

Corte por láser

O corte por láser é unha das aplicacións láser industriais máis maduras. Emprega un raio láser de alta potencia para fundir e vaporizar materiais, e combínase con gas auxiliar para soprar a escoria, conseguindo un corte eficiente e preciso. Os láseres de CO₂ e os láseres de fibra son actualmente os equipos principais, axeitados para cortar placas medianas e delgadas de materiais como aceiro ao carbono, aceiro inoxidable e aliaxe de aluminio. As vantaxes desta tecnoloxía residen na súa fenda estreita, a pequena zona afectada pola calor, a ausencia de moldes e a capacidade de cambiar rapidamente as rutas de procesamento. É especialmente axeitado para industrias de alta demanda como a fabricación de automóbiles, o procesamento de chapas metálicas e a aeroespacial.

Na fabricación de automóbiles, o corte por láser úsase para producir diversos compoñentes, desde paneis de carrozaría ata motores. Por exemplo, os láseres de fibra utilízanse para o corte de alta precisión de compoñentes de aceiro de alta resistencia, conseguindo así o alixeiro dos automóbiles.

(2) A industria aeroespacial tamén se beneficia da tecnoloxía de corte por láser, especialmente na produción de compoñentes complexos feitos de materiais avanzados como o titanio e os materiais compostos. Por exemplo, os láseres ultrarrápidos pódense usar para cortar compoñentes de aliaxe de titanio con formas complexas, minimizando ao mesmo tempo os danos térmicos e garantindo a integridade estrutural dos compoñentes, mellorando significativamente o rendemento e a seguridade dos compoñentes aeroespaciais.

Soldadura láser

A soldadura por láser consegue a conexión fundindo rapidamente materiais metálicos cun raio láser, o que se caracteriza por unha penetración profunda, alta velocidade e baixa entrada de calor. Os modos de soldadura habituais inclúen a soldadura por láser continua e a soldadura por láser pulsada, que son axeitadas para a soldadura de precisión de placas finas e para escenarios de soldadura de penetración profunda. En comparación coa soldadura por arco, as costuras de soldadura por láser teñen maior resistencia e menos deformación, e son aplicables en campos como o empaquetado de baterías, a soldadura de compoñentes de aceiro inoxidable e a fabricación de compoñentes estruturais de enerxía nuclear. Particularmente na fabricación de baterías, a soldadura por láser converteuse no método de conexión principal.

(1) Na industria do automóbil, a soldadura láser úsase para conectar paneis da carrozaría, compoñentes do motor e outras pezas críticas. Por exemplo, os láseres de fibra utilízanse para a soldadura de alta precisión de compoñentes de aceiro de alta resistencia para formar unións fortes e duradeiras.

(2) Na industria electrónica, a soldadura láser utilízase para a conexión de alta precisión de compoñentes pequenos e precisos. Por exemplo, os láseres de díodos utilízanse para soldar celas de baterías en baterías de ións de litio para garantir a fiabilidade das conexións eléctricas.

(3) Na industria aeroespacial, o Boeing 787 Dreamliner emprega tecnoloxía de soldadura láser para conectar aliaxes de titanio e materiais compostos, o que reduce significativamente o número de remaches, diminue o peso da fuselaxe e mellora a eficiencia do combustible.

Tecnoloxía láser, como un piar importante da fabricación avanzada, está a expandir constantemente os seus límites de aplicación industrial. Actualmente, o procesamento láser tamén se está a desenvolver cara a direccións de maior potencia, maior precisión e integración de múltiples procesos, como a soldadura composta por arco láser-eléctrico, o microprocesamento ultrarrápido con láser e os sistemas de monitorización intelixente con láser. No futuro, co avance continuo dos láseres semicondutores de alta potencia, os sistemas de control intelixentes e os conceptos de fabricación ecolóxica, o procesamento láser seguirá desempeñando un papel fundamental nos campos da fabricación intelixente, os produtos personalizados e o procesamento de materiais extremos.