Laser à fibre et laser à diode directe : principales différences et guide d'application

Introduction au projet

Les lasers à fibres et les lasers à diodes directes (semi-conducteurs) alimentent une grande partie des équipements industriels de marquage, de découpe, de soudage et de traitement de surface actuels, et les deux sont souvent confondus.Les deux sont des sources à l'état solide, les deux émettent dans le spectre proche infrarouge, et les deux délivrent leurs faisceaux à travers une fibre optique.

Cependant, la façon dont la lumière est créée modifie fondamentalement la longueur d'onde, la qualité du faisceau, l'efficacité électrique, le coût du capital et les applications spécifiques que chaque source peut gérer.Ce guide compare les lasers à fibre et à diodes directes pour vous aider à faire correspondre la bonne source à votre processus de fabrication.

Comment chaque source produit son faisceau

• Laser à diode directe:La lumière est produite directement par des puces semi-conducteurs, le courant passe par une jonction de diodes, et les photons émergent instantanément.conversion d'électricité en lumière en une seule étape sans milieu intermédiaire.

• Laser à fibre:Le procédé commence par une banque de diodes de pompe (généralement fonctionnant à 808 à 980 nm).Cette lumière est couplée à une fibre optique dopée de terres rares, généralement de l'ytterbium, qui l'amplifie en un faisceau de sortie de haute intensité à 1064 à 1080 nm (communément appelé 1070 nm).Pensez aux diodes de la pompe comme au carburant et à la fibre dopée comme au moteur.

Les différences fondamentales

La qualité et la longueur d'onde du faisceau: pourquoi elles sont importantes

La qualité du faisceau représente la divergence la plus critique entre les deux technologies.il atteint l'intensité extrême requise pour couper l'acier épais de manière propre, produisent des micro-marques nettes et maintiennent un trou de serrure stable pour le soudage à pénétration profonde.

Un faisceau de diodes directes est nettement moins lumineux.ce qui le rend idéal pour un traitement thermique uniforme plutôt que pour une découpe de précision ou une gravure fine.

La longueur d'onde dicte également l'absorption du matériau aux bords du spectre.Métaux très réfléchissants comme le cuivre et l'or, cependant, reflètent fortement le proche IR, ce qui a conduit à l'adoption de variantes de diodes bleues (environ 450 nm) et vertes pour le soudage de composants réfléchissants dans la fabrication d'électronique et de mobilité électrique.

Efficacité et coûts de fonctionnement

Les systèmes de diodes directes représentent les lasers industriels les plus électriquement efficaces disponibles, convertissant 40% à 50% de la puissance de paroi en puissance de faisceau utilisable au coût le plus bas par watt.Les lasers à fibres sont légèrement moins efficaces à 25% à 40% car la lumière doit passer par une étape d'amplification supplémentaire.

L'efficacité de la prise murale, cependant, ne raconte qu'une partie de l'histoire.Cela signifie que les coûts de production par pièce peuvent encore fortement favoriser les fibres.

Les deux technologies sont à l'état solide, ce qui élimine le besoin de recharges de gaz, d'alignements de miroirs ou de tubes en verre fragiles.tandis que les émetteurs de diodes directes présentent une diminution graduelle de la puissance de sortie sur des dizaines de milliers d'heures, ce qui peut nécessiter des ajustements périodiques des paramètres.

À qui appartient chaque source

Choisissez un laser à fibre lorsque:

• Pour la découpe de tôles:Traitement de l'acier doux, de l'acier inoxydable et de l'aluminium à travers des feuilles minces et des plaques épaisses.

• Marquage et gravure de précisionAppliquer des numéros de série, des logos, des codes à barres et des codes UDI sur les métaux et les plastiques.

• à haute vitesse ou à profondeur de pénétrationY compris les systèmes de soudage laser portatifs.

• Nettoyage au laser:Éliminer la rouille, les oxydes, les peintures et les revêtements des surfaces métalliques à l'aide de systèmes pulsés.

Choisissez un laser à diode directe lorsque:

• soudage en plastique:Exécution de soudage de transmission pour les boîtiers automobiles, les capteurs et les dispositifs médicaux.

• Loterie et brasage au laser:Fournissant une entrée thermique stable et de grande surface.

• Traitement de surface:Traitement des applications de durcissement de surface, de revêtement et de préchauffage.

• Soudure automatisée à grande surface:Créer des coutures tolérantes aux écarts en utilisant des optiques spécialisées en forme de faisceau.

Règle de base:Si votre procédé nécessite de couper, de graver ou de souder en profondeur, commencez par un laser à fibres.Si votre application est centrée sur le traitement thermique à large surface où le coût d'investissement par watt est supérieur à la taille de la tache fine, la diode directe mérite une évaluation attentive.

Questions fréquentes

Q: Un laser à diode est-il le même que les diodes de pompe à l'intérieur d'un laser à fibre?

R: Pas tout à fait. Les diodes de pompe d'un laser à fibre génèrent de la lumière à 808 ‰ 980 nm uniquement pour dynamiser la fibre dopée, qui émet ensuite le faisceau de traitement final à 1064 ‰ 1080 nm.Un laser à diode directe contourne entièrement le milieu de gain de fibre, dirigeant la lumière brute de la diode directement sur la pièce.

Q: Quelle source laser est meilleure pour couper et marquer le métal?

R: Le laser à fibres est le choix définitif. Son faisceau à diffraction quasi limitée crée le petit point ultra-intense requis pour des bordures propres et des marques à contraste élevé.Les diodes directes ne sont pas assez lumineuses pour ces applications..

Q: Les lasers à diodes directes sont-ils moins chers à utiliser?

R: Ils présentent un rendement de prise murale plus élevé et un coût par watt inférieur. Cependant, un faisceau de faible luminosité peut nécessiter des réglages de puissance plus élevés ou des temps de traitement plus longs pour certaines tâches.Évaluez toujours les coûts de production par pièce pour votre application spécifique plutôt que de vous fier uniquement aux chiffres de l'efficacité électrique.

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