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El procesamiento láser es bastante común en nuestra vida diaria y muchos estamos familiarizados con él. Es probable que escuches con frecuencia términos como láser de nanosegundos, láser de picosegundos y láser de femtosegundos. Todos pertenecen a la categoría de láseres ultrarrápidos. Pero, ¿sabes cómo diferenciarlos?
Primero, averigüemos qué significan estos "segundos".
1 nanosegundo = 10-9 segundo
1 picosegundo = 10-12 segundo
1 femtosegundo = 10-15 segundo
Por lo tanto, la principal diferencia entre los láseres de nanosegundos, picosegundos y femtosegundos radica en su duración.
El significado del láser ultrarrápido
Hace mucho tiempo, se intentó utilizar el láser para realizar micromecanizado. Sin embargo, debido a que el láser tradicional tiene un ancho de pulso largo y una baja intensidad, los materiales a procesar tienden a fundirse y evaporarse fácilmente. Si bien el haz láser puede enfocarse en un punto muy pequeño, el impacto térmico sobre los materiales sigue siendo considerable, lo que limita la precisión del procesamiento. Solo reduciendo el efecto térmico se puede mejorar la calidad del proceso.
Sin embargo, cuando un láser ultrarrápido actúa sobre los materiales, el efecto del procesamiento cambia significativamente. A medida que la energía del pulso aumenta drásticamente, la alta densidad de potencia es suficiente para ablacionar los componentes electrónicos externos. Dado que la interacción entre el láser ultrarrápido y los materiales es muy breve, el ion ya se ha ablacionado en la superficie del material antes de transmitir la energía a los materiales circundantes, por lo que no se genera ningún efecto térmico en estos últimos. Por consiguiente, el procesamiento con láser ultrarrápido también se conoce como procesamiento en frío.
Existen diversas aplicaciones del láser ultrarrápido en la producción industrial. A continuación, mencionaremos algunas:
1. Perforación de agujeros
En el diseño de placas de circuitos impresos, se está empezando a utilizar una base cerámica en lugar de la tradicional base de plástico para lograr una mejor conductividad térmica. Para conectar los componentes electrónicos, es necesario perforar miles de orificios diminutos a nivel de micrómetros en la placa. Por lo tanto, mantener la base estable y sin que el calor generado durante la perforación afecte a la superficie se ha vuelto fundamental. Y el láser de picosegundos es la herramienta ideal para ello.
El láser de picosegundos realiza perforaciones por percusión, manteniendo la uniformidad del orificio. Además de en placas de circuitos impresos, el láser de picosegundos también es aplicable para perforar orificios de alta calidad en películas delgadas de plástico, semiconductores, películas metálicas y zafiro.
2. Trazado y corte
Se puede formar una línea mediante un escaneo continuo que superponga el pulso láser. Esto requiere un escaneo intensivo para penetrar profundamente en la cerámica hasta que la línea alcance 1/6 del espesor del material. Luego, se separa cada módulo individual de la base cerámica siguiendo estas líneas. Este tipo de separación se denomina grabado.
Otro método de separación es el corte por ablación láser pulsada. Consiste en ablacionar el material hasta cortarlo por completo.
Para las operaciones de marcado y corte mencionadas anteriormente, los láseres de picosegundos y los láseres de nanosegundos son las opciones ideales.
3. Eliminación del recubrimiento
Otra aplicación del láser ultrarrápido en el micromecanizado es la eliminación de recubrimientos. Esto implica eliminar el recubrimiento con precisión, sin dañar o dañando mínimamente los materiales base. La ablación puede consistir en líneas de varios micrómetros de ancho o en áreas de varios centímetros cuadrados. Dado que el ancho del recubrimiento es mucho menor que el de la ablación, el calor no se transfiere lateralmente. Esto hace que el láser de nanosegundos sea muy apropiado.
El láser ultrarrápido tiene un gran potencial y un futuro prometedor. No requiere posprocesamiento, se integra fácilmente, ofrece alta eficiencia de procesamiento, consume pocos materiales y genera baja contaminación ambiental. Se utiliza ampliamente en la fabricación de automóviles, electrónica, electrodomésticos y maquinaria, entre otros. Para que el láser ultrarrápido funcione con precisión a largo plazo, es fundamental mantener una temperatura óptima. Los enfriadores de agua portátiles de la serie CWUP de S&A Teyu son ideales para refrigerar láseres ultrarrápidos de hasta 30 W. Estas unidades de refrigeración láser ofrecen una precisión extremadamente alta de ±0,1 °C y admiten la comunicación Modbus 485. Gracias a un diseño adecuado del sistema de tuberías, la probabilidad de formación de burbujas se reduce considerablemente, minimizando así el impacto en el láser ultrarrápido.
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