MOPA ali navaden fiber laser: kje je razlika

Oznaka na končnem kosu mora biti čitljiva, trajna in ponovljiva. Pri občutljivih materialih mora površina pod njo in okoli nje ostati takšna, kot je bila. Tu se MOPA fiber laser razlikuje od navadnega.

Kaj pomeni MOPA

MOPA pomeni master oscillator power amplifier. Ime opisuje zgradbo: majhen, stabilen laserski oscilator ustvari pulze, optični ojačevalnik pa jih ojači. Ključno je, da lahko pri taki zgradbi dolžino pulza in frekvenco nastavljamo ločeno. Pri navadnem fiber laserju je dolžina pulza v veliki meri določena z zgradbo vira in je pogosto fiksna; spreminjamo predvsem moč, frekvenco in hitrost.

Kratek pulz prinese visoko vršno moč v zelo kratkem času, dolg pulz pa nižjo moč skozi daljše obdobje. Prvi bolj deluje na površino, drugi bolj greje. Ista povprečna moč torej ne pomeni enakega vnosa toplote v kos.

Zakaj je vnos toplote odločilen

Vsak laser odda energijo, ki se deloma porabi za nastanek oznake, deloma pa se razširi v material kot toplota. Koliko energije se razširi v okolico, je odvisno od tega, kako hitro jo dovedemo. Če energijo dovedemo v kratkem času, ima material manj časa, da jo prevaja v globino in na stran. Območje vpliva toplote ostane manjše.

Pri občutljivih materialih je to pogosto pomembnejše od same moči laserja. Tanki sloji, zaščitne prevleke in plastika se odzovejo na toploto, ne na povprečno moč naprave.

Eloksiran aluminij

Pri eloksiranem aluminiju oznaka nastane v oksidnem sloju. Ta sloj daje kosu barvo in korozijsko zaščito. Če laser sloj prebije, oznaka sicer nastane, a zaščita je na tem mestu izgubljena; pogosto se pojavi tudi siva ali neenakomerna sled.

S kratkimi pulzi lahko energijo omejimo na površino in dosežemo temno oznako, ne da bi oksidni sloj odstranili. Okno med tema izidoma je ozko in ni enako za vse debeline eloksacije, zato je treba parametre preveriti na konkretnem kosu.

Nerjavno jeklo in plastika

Pri nerjavnem jeklu termična oznaka (annealing) nastane z nadzorovanim segrevanjem površine, brez odvzema materiala. Če vnesemo preveč toplote, se pojavijo barvni odtenki, ki jih pregled kakovosti pogosto bere kot opozorilo o spremembi površine.

Pri tehnični plastiki je okno med čitljivo oznako in poškodbo še ožje. Kratek pulz omeji taljenje in penjenje, hkrati pa je od materiala in nastavitev odvisno, ali oznaka nastane s penjenjem ali s spremembo barve.

Kdaj zadostuje navaden laser

Kjer je cilj globoko graviranje, odstranjevanje materiala ali oznaka na manj občutljivi kovini, lahko navaden fiber laser opravi delo dobro.

Odločitev je zato treba vezati na material in na to, kaj mora oznaka prenesti. Pri eloksiranem aluminiju, inoxu in plastiki je vprašanje vnosa toplote praviloma pomembnejše od največje moči.

Preizkus na vašem kosu

Nastavitve se med seboj povezujejo: moč, dolžina pulza, frekvenca, hitrost, fokus in prekrivanje vrstic. Vrednosti, ki delujejo na enem kosu, se ne prenesejo samodejno na drugo zlitino, debelino eloksacije ali barvo površine.

Testno označevanje na realnem kosu zato ni dodatek, ampak del postopka. Šele na njem se pokaže, ali je oznaka dovolj kontrastna in ali je površina ostala nepoškodovana.