У 1964 році Кумар Патель створив перший лазерну установку на основі вуглекислого газу. У наш час лазери вже не є новим і не доступним. Протягом довгих років такий інструмент удосконалився, що дозволило йому використовуватись у різних напрямках та галузях.
Найпопулярнішим лазером вважається вуглекислотний, оскільки енергію, що виробляє вуглекислотою, фокусуючись через спеціальні лінзи, утворює промінь, здатний розрізати будь-який метал. Така енергія має вигляд інфрачервоного світла, яке створюється внаслідок коливання молекул. Дані молекули вуглекислоти наводяться в рух від азотних молекул, що коливаються, які стикаються з частинками. Потім реакцію вступає гелій, що остуджує всю газову активність. До складу лазерних сумішей можуть входити такі гази як: азот, кисень, аргон та вуглекислий газ.
Популярність вуглекислотних установок пояснюється великими можливостями та відносною ціною.
• Тому вони широко використовуються у виробничих галузях. Це може бути зварювання, різання, гравіювання та інші види робіт.
• Як відомо, біологічні тканини людини на 80 % складаються з їхньої рідини. Завдяки тому, що лазер здатний поглинати молекули води, його почали застосовувати у медицині. Найпоширенішими напрямками використання лазера вважаються: хірургія, гінекологія, стоматологія, косметологія, а також офтальмологія.
Застосування лазера на основі двоокису вуглецю в медицині
У хірургії лазер вуглекислоти має назву абляційний. Він може випаровувати рубці, що утворилися на шкірі. Спочатку лазери мали багато недоліків, таких як велика глибина проникнення в структуру тканин, а також їх пошкодження. Згодом розробники створили лазерну установку з більш імпульсивним режимом, який дозволяв лазеру проникати глибоко у тканини, забезпечуючи мінімальні ушкодження шкіри. Відрізняється вуглекислотний лазер від інших видів лазера ефектом стиснення пір. Таким чином можна отримати відмінні результати при обробці тканин з великим вмістом води.
Як скальпеля лазер вуглекислоти використовується під час хірургічних втручань. Наприклад, видалення бородавок чи папілом, відбувається у спеціальному безперервному робочому лазерному режимі. Після такої процедури на відміну від звичайного зрізання скальпелем практично не залишається слідів на шкірі. Зріз лазером виробляється набагато тонше, а кров запаюється променем.
Лазер вуглекислоти здатний виводити пігментні плями та татуювання, а так само шліфувати шкіру. Лазерне шліфування використовується для омолодження шкіри шляхом спалювання верхнього шару. Після цієї процедури потрібен час відновлення шкіри. Лазерам на сьогоднішній день так само підтягують шкіру на повіках та на лобі.
Офтальмологи використовують лазер вуглекислоти для операцій на очах. Перевага саме вуглекислотних лазерних установок у точності та мінімальних ушкодженнях рогівки.
Використання лазерної установки у промисловості
У промислових сферах даний лазер може працювати як зварювання чи різака металу. Робота може здійснюватися як у безперервному, так і імпульсному режимі. Завдяки великій щільності енергії, що випромінюється, використовується матеріал дуже швидко розжарюється, піддаючись зварюванню.
Якщо задати програму лазерної установки, вона зможе працювати в автоматичному режимі. Заміна програми для іншого матеріалу або конструкції не складає жодних труднощів. Після розрізу лазером, метал не потребує очищення та обробки, а робоче місце залишається чистим. Велика ціна такого обладнання компенсується високою якістю, відмінною продуктивністю та економією часу.
Установки бувають трьох типів: з малою потужністю, середньою та високою. Мала установка випускається з максимальною одиницею потужності до 1 кіловата, середні – до 1,5 кіловата, а найпотужніші мають продуктивність понад 5 кіловат. Також існує три способи наведення променя на матеріал:
• Перший. Встановлюється нерухомий промінь, що прямує на рухомий заготовлений матеріал.
• Другий спосіб. Нерухомий матеріал і промінь, що рухається.
• Третій. Рухаються як промінь, і заготівля.
Перевага вуглекислотного лазера
Щілинні лазери вуглекислоти на сьогоднішній день вважаються найбільш затребуваними у виробництві. Відрізняються вони з інших лазерів великою частотою розряду. Забезпечуючи високо імпульсний режим із розрядністю від 10 до 20 до Гц, такий лазер робить найтонший розріз не тільки сталі, а й міді з алюмінієм.
На відміну від звичайних зварювальних апаратів, лазерна установка працює набагато точніше і має регульовану потужність. Здатність обробляти найскладніші конструкції та вирізати отвори будь-якої форми, робить лазер на основі вуглекислоти незамінним у технологічній промисловості.
Завдяки невеликій розбіжності променя, такі лазери вважаються оптимальними, оскільки джерело світла знаходиться віддалено від робочої зони, не знижуючи ефективності лазерного променя. Використовуючись як гравірувальна і ріжуча машина, лазер може обробляти практично будь-який матеріал, навіть не має у складі металу. Винятком є лише матеріали зі складною будовою, такі як: фанера, граніт або ДСП. Слід зазначити, що для розрізання кольорового металу (алюміній, мідь та ін.) установка повинна мати велику потужність.
Цікаві факти з лазерної медицини
Офтальмологічний лазер на основі двоокису вуглецю було розроблено вченими в Каліфорнійському університеті в 1968 році. Вперше операція на очах була зроблена в 1987 році вченим Стівеном Трокелем, після чого цей лазер запатентували як коректор поганого зору. З розвитком технологій лазер ставав дедалі точнішим і швидшим. На заміну звичайним механічним операціям прийшов інфрачервоний лазер, за допомогою якого можна було регулювати глибину входу в рогівку, а також утворювати плоский клапоть, не порушуючи функціонування рогівки.
Відбілювання зубів також здійснюється лазером. Спочатку наноситься склад перекису водню, після чого спрямований промінь вуглекислоти активує склад, який за кілька секунд відбілює емаль на кілька тонів. Крім цього, лазер вбиває всі бактерії на зубах.
Найвідомішим постачальником лазерних сумішей та інших технічних газів є компанія “DP Air Gas”. В її асортименті є такі гази як: азот, аргон, водень, кисень, пропан, гелій та ін. Персональний підхід до кожного клієнта та висококваліфіковані фахівці – запорука правильного вибору. Ознайомитись з продукцією фірми, можна ознайомитись тут.
