CO2-lasers
CO2-lasers sturen een elektrische stroom door een buis gevuld met een gasmengsel, waardoor een lichtstraal ontstaat. Aan elk uiteinde van de buis bevindt zich een spiegel. De ene spiegel reflecteert volledig, terwijl de andere gedeeltelijk reflecteert, waardoor een deel van het licht doorlaat. Het gasmengsel bestaat gewoonlijk uit kooldioxide, stikstof, waterstof en helium. CO2-lasers produceren onzichtbaar licht in het verre infraroodbereik van het spectrum.
De CO2-lasers met het hoogste vermogen voor industriële machines kunnen meerdere kilowatts bereiken, maar deze lasers vormen absoluut de uitzondering. Typische CO2-lasers voor verwerking hebben een vermogen van 25 tot 100 watt en een golflengte van 10,6 micron.
Dit type laser wordt meestal gebruikt voor het verwerken van hout of papier (en zijn derivaten), polymethylmethacrylaat en andere acrylkunststoffen. Het is ook geschikt voor het verwerken van leer, stof, behang en soortgelijke producten. Het is ook toegepast op de verwerking van voedingsmiddelen zoals kaas, kastanjes en verschillende planten.
CO2-lasers zijn over het algemeen het meest geschikt voor niet-metalen materialen, hoewel ze sommige metalen wel kunnen verwerken. Het kan meestal dun aluminium en andere non-ferrometalen snijden. Je kunt de kracht van een CO2-straal vergroten door het zuurstofgehalte te verhogen, maar dit kan gevaarlijk zijn voor een onervaren persoon of een machine die niet geschikt is voor dergelijke verbeteringen.
Vezellasers
Dit type machine behoort tot de solid-state lasergroep en maakt gebruik van een zaadlaser. Ze versterken de straal met behulp van speciaal ontworpen optische glasvezels die hun energie uit een pompdiode halen. Hun algemene golflengte is 1,064 micron, wat een extreem kleine brandpuntsdiameter oplevert. Ze zijn over het algemeen ook de duurste van de verschillende lasersnijapparatuur.
Fiberlasers zijn over het algemeen onderhoudsvrij en hebben een levensduur van minimaal 25,000 laseruren. Daarom hebben fiberlasers een veel langere levensduur dan de andere twee lasers en kunnen ze een krachtige en stabiele straal produceren. Ze kunnen intensiteiten bereiken die 100 keer hoger zijn dan CO2-lasers bij hetzelfde gemiddelde vermogen. Vezellasers kunnen continue stralen of quasi-continue stralen zijn, of gepulseerde instellingen bieden, waardoor verschillende mogelijkheden worden geboden. Een subtype van fiberlasersystemen is de MOPA, waarbij de pulsduur instelbaar is. Dit maakt MOPA-lasers een van de meest flexibele lasers en kan in een grote verscheidenheid aan toepassingen worden gebruikt.
Vezellasers zijn het meest geschikt voor het markeren van metaal via gloeien, metaalgraveren en thermoplastisch markeren. Ze werken goed met metalen, legeringen en niet-metalen, zelfs glas, hout en kunststoffen. Fiberlasersnijmachines zijn enorm veelzijdig en kunnen, afhankelijk van het vermogen, een groot aantal verschillende materialen verwerken. Bij het bewerken van dunne materialen zijn fiberlasers de ideale oplossing. Voor materialen groter dan 20 mm is de situatie echter minder ideaal, maar ook een duurdere fiberlasermachine met een vermogen van ruim 6 kW kan volstaan.
Nd:YAG/Nd:YVO-lasers
Bij kristallasersnijprocessen kan gebruik worden gemaakt van nd:YAG (neodymium-gedoteerd yttrium-aluminiumgranaat), maar vaker worden nd:YVO-kristallen (neodymium-gedoteerd yttriumvanadaat, YVO4) gebruikt. Deze apparaten hebben een extreem hoog snijvermogen. Het nadeel van deze machines is dat ze duur kunnen zijn, niet alleen vanwege hun initiële prijs, maar ook omdat hun levensverwachting 8,000 tot 15,000 uur bedraagt (Nd:YVO4 is over het algemeen lager ), en de pompdiodes kunnen erg duur zijn.
Deze lasers hebben een golflengte van 1,064 micron en worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, van medische en tandheelkundige tot militaire en productietoepassingen. Als we de twee lasers vergelijken, heeft Nd:YVO een hogere pompabsorptie en -versterking, een grotere bandbreedte, een breder pompgolflengtebereik, een kortere levensduur op het hoogste niveau, een hogere brekingsindex en een lagere thermische geleidbaarheid. Bij continu gebruik heeft Nd:YVO algemene prestatieniveaus die vergelijkbaar zijn met Nd:YAG bij middelmatige tot hoge vermogens. Nd:YVO staat echter niet toe dat de pulsenergieën zo hoog zijn als Nd:YAG, en de laser heeft een kortere levensduur.
Ze kunnen worden gebruikt op zowel metalen (gecoat en ongecoat) als niet-metalen, inclusief kunststoffen. In sommige gevallen kan het zelfs keramiek verwerken. Nd:YVO4-kristallen zijn gebruikt in combinatie met kristallen met een hoge NLO-coëfficiënt (LBO, BBO of KTP) om de output van het nabij-infrarood naar het groen, blauw en zelfs ultraviolet te verschuiven, waardoor het een groot aantal verschillende functionaliteiten krijgt.
Vanwege hun vergelijkbare grootte kunnen de yttrium-, gadolinium- of lutetium-ionen worden vervangen door laseractieve zeldzame aardionen zonder de roosterstructuur die nodig is om de straal te produceren sterk te beïnvloeden. Hierdoor kan de hoge thermische geleidbaarheid van het gedoteerde materiaal behouden blijven.