V. Como funciona um tubo laser

Olá!

Neste artigo vamos te explicar um pouco mais sobre o Tubo Laser de CO2:

1) Como funciona o tubo laser

2) Como saber se seu tubo está no fim da vida

3) Como prolongar a vida útil dele.

Como você já sabe, o Tubo Laser é consumível, isto é, com o tempo, é necessário substituí-lo.

Antes de entender o porquê disso, vamos entender o funcionamento do laser da Due Flow:

1) Como funciona o Laser de CO2?

O termo LASER vem do inglês "Light Amplification by Stimulated Emission os Radiation", em Português, Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação. Isso significa que pequenas partículas são estimuladas, criando um feixe de luz, que sai do Tubo Laser e, quando concentrado, queima e retira o material, executando o corte.

a) Do que é feito o laser:

O Laser da Due Flow é gerado com a excitação de partículas de CO2 (gás carbônico). Essas partículas são excitadas pela energia em alta tensão que vem para o tubo por meio do cabo vermelho, à direita. Esse processo gera um feixe de luz rosado no interior do tubo.

Observe o esquema a seguir, que mostra a Fonte de alimentação transferindo energia para o tubo à direita e, à esquerda, recolhendo a energia remanescente.

Imagem 1. Esquema geral do Tubo Laser.

b) Direção do laser:

Essas partículas excitadas correm em todas as direções. Como fazer então para direcioná-la para o propósito desejado, que é atingir o material na sua máxima capacidade de corte? É simples, a luz é refletida por espelhos, então o tubo possui um espelho na ponta direita (A), que direciona todos os feixes em uma única direção: para a esquerda.

Imagem 2. Ponta direita do tubo.

c) Saída do laser:

Na ponta esquerda, por sua vez, temos um espelho bidirecional - isto é, um espelho que permite a passagem nas duas direções. Isso acontece para garantir que apenas feixes paralelos passem para fora do tubo, enquanto as partículas desordenadas refletem de volta. Os feixes que passam, batem no conjunto de espelhos e lente que você já conhece, até chegar ao material. 

Imagem 3. Ponta esquerda do tubo.

d) Reutilização do gás:

Este processo de excitação aquece o CO2 utilizado na reação, e ele precisa ter essa temperatura amenizada. Por isso é tão importante que a água esteja refrigerada e limpa, pois é ela que vai garantir que o Tubo esfrie e funcione como deveria.

Se você observar o seu Tubo Laser, vai perceber que ele é constituído de 3 dutos:

i. O duto central, é onde ocorrem as reações citadas acima.

ii. Em torno dele, passa o duto de água. Esse contato ajuda na refrigeração do canal central. Veja mais aqui sobre o resfriamento desempenhado pela água.

iii. Na parte mais externa, é onde o CO2 retorna para ser resfriado. Ele faz o caminho inverso do feixe, e termina o caminho frio e pronto para ser excitado novamente.

Imagem 4. Organização dos dutos do Tubo Laser.

2) Como saber se o tubo está no fim da vida útil?

a) Se piorou gradualmente ou abruptamente:

Quando o Tubo Laser vai chegando ao fim da sua vida, a sua capacidade de corte vai reduzindo gradualmente. Se você perceber que essa queda de capacidade foi abrupta, outras questões devem ser investigadas.

Imagem 5. Gráficos de capacidade de corte por fim de vida útil (a) e por outro fator (b).

b) Cor do feixe de luz:

Se você percebeu que foi uma queda gradual, outro ponto para se certificar que o tempo do seu Tubo realmente está no fim é observando a coloração do feixe de luz. Quando um Tubo Laser está novo, forma um feixe rosado, como o da Imagem 5. Conforme o CO2 vai gastando, o feixe vai ficando mais esbranquiçado.

Faça um teste com 100% de potência e veja se ele está ficando semelhante ao da foto

Imagem 6. Cor do feixe de um tubo novo.

c) Lente e espelhos internos desgastados:

Outro desgaste que pode acontecer com o tempo é o desgaste da lente e do espelho internos do Tubo - aquele que mencionamos no tópico anterior. Quando há algum problema nessas peças, o laser fica sendo refletido no interior do tubo, mas não consegue sair.

Para saber se o seu Tubo Laser está com essa lente e espelho desgastado, faça o seguinte teste:

Coloque um pedaço de material na saída do Tubo laser (a saída fica na ponta esquerda do tubo, próximo aos espelhos), como mostrado na imagem 7. Feche a tampa e dê um disparo, como mostrado na imagem 8.

Imagem 7. Onde posicionar o material para testar o Tubo Laser.

Imagem 3. Onde dar o disparo na interface web e no Due Studio.

Abra a tampa e observe se o disparo saiu no material. Se ele não estiver marcando o material, porém a luz é visivel dentro do tubo laser, há chances do seu Tubo ter danificado internamente, e você terá dificuldades no corte.

3) Como garantir a durabilidade do Tubo Laser

Vários fatores podem interferir no tempo de duração do Tubo Laser:

a) Refrigeração do Tubo:

Como visto anteriormente, o gás que está dentro do Tubo Laser é reutilizado várias vezes. Quando o Laser não é devidamente refrigerado, este CO2 não consegue ser reutilizado por ser convertido em monóxido de carbono em altas temperaturas.

Como garantir que a refrigeração do Tubo Laser seja eficiente? Garanta que seu reservatório esteja bem cheio e verifique a temperatura da água pelo sensor de temperatura. Você pode ver como acessar essa informação neste artigo.

Confira também se não há bolhas de ar na região onde passa a água dentro do tubo, pois essa área da bolha não passará pelo processo de resfriamento, podendo resultar em trincas no vidro. Veja aqui como retirar essas bolhas.

b) Limpeza da água:

Quando a água do circuito está suja, partículas de limo aderem à parede do tubo laser, o que impede uma troca de calor eficiente. Você pode ler mais sobre a importância da água neste artigo.

c) Refrigeração no ambiente:

A Due Flow possui um sistema interno de resfriamento. Contudo, esse sistema troca calor com o meio, e se o meio estiver quente, ele não será capaz de resfriar, certo? Se puder, invista em um ar condicionado. Se for inviável, você pode optar por um ventilador direcionado na parte traseira esquerda dela, que é onde o radiador fica posicionado. Sugerimos, também, que evite deixá-la sob o sol.

d) Potências utilizadas:

Se compararmos o tempo de duração de um Tubo que opera sempre em 40% de potência para um que opera em 100%*, o primeiro provavelmente durará mais tempo. Isso quer dizer que não posso usar potência em 100%? Não, você deve aplicar a potência adequada para o material que utiliza, mas certifique-se de levar isso em consideração na hora de precificar suas peças.

* IMPORTANTE: O Tubo Laser suporta a potência máxima de 100%. Nunca coloque acima disso, ou diminuirá significativamente o tempo de vida do seu tubo. 

e) Frequência de uso:

Outro ponto que vale a pena ressaltar é a frequencia de uso. Uma Due Flow operada apenas nos finais de semana, como uma renda extra, terá um Tubo com maior durabilidade do que uma que é operada diariamente, o dia todo, já que o gás terá um gasto muito maior.

f) Taxa de vazamento de gás

Todo Tubo Laser de CO2 apresenta uma taxa de vazamento desse gás. É como um pneu, que mesmo parado, pode esvaziar. Por isso, não deixe sua Due Flow parada. Aproveite seu Tubo Laser da melhor forma, e Let's Due it!