A história do laser, dos laboratórios às oficinas

Da emissão estimulada ao maser

LASER significa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ou amplificação da luz por emissão estimulada de radiação. A emissão estimulada é o princípio científico na origem do laser. Os trabalhos teóricos de Albert Einstein desempenham um papel nesta história.

Antes do laser, Charles Townes, James P. Gordon e Herbert Zeiger desenvolveram o maser na década de 1950. O maser amplifica micro-ondas: por isso, não produz o feixe luminoso do primeiro laser. No entanto, esta etapa demonstra que é possível realizar, num aparelho, uma amplificação baseada na emissão estimulada. A passagem para as frequências óticas continuava a ser um trabalho de investigação.

16 maio 1960: o primeiro laser de rubi

O primeiro laser entrou em funcionamento em 16 maio 1960, em Malibu, nos Estados Unidos. Theodore H. Maiman, engenheiro e físico nos Hughes Research Laboratories, utilizou um rubi e uma lâmpada de flash para obter emissão laser. Este marco corresponde a um aparelho experimental, ainda não a uma máquina de oficina.

A investigação e as patentes diversificaram-se, depois, para lasers que utilizam, nomeadamente, gases, fibras e semicondutores. A história não conduz, portanto, a um laser único, mas a várias famílias de fontes.

Das fontes laser aos processos industriais

A passagem do laboratório à oficina não se resume a uma data ou a uma única máquina. Assenta na integração da fonte laser, da ótica, do movimento e do controlo num sistema adaptado à operação pretendida.

No âmbito de uma solução NWS LASER, o objetivo é associar estes meios a uma necessidade concreta: cortar uma peça, gravar uma superfície ou inscrever uma informação. A matéria, a qualidade pretendida e as condicionantes do posto orientam, depois, os ensaios e a qualificação do processo.

Corte, gravação e marcação: objetivos diferentes

O corte, a gravação e a marcação na oficina respondem a objetivos distintos: separar uma peça, trabalhar a sua superfície ou inscrever nela uma informação. Por isso, um projeto de personalização e um projeto de rastreabilidade não são validados segundo os mesmos critérios.

A diversidade dos lasers não significa que todos os materiais sejam compatíveis com todas as máquinas. Para estudar uma aplicação, é necessário conhecer a composição do material, os eventuais revestimentos e a respetiva ficha de dados de segurança, se estiver disponível. Os ensaios em amostras representativas permitem avaliar o resultado pretendido com a fonte e o processo considerados, sem prometer antecipadamente um resultado ou um ritmo de produção.

A integração na oficina também inclui a prevenção

O desenvolvimento das utilizações não elimina os riscos. Os equipamentos laser manuais de soldadura, decapagem e corte apresentam riscos óticos, fumos, gases e partículas perigosos, bem como riscos de ignição e queimaduras. A sua natureza depende, nomeadamente, da aplicação, da matéria e dos revestimentos tratados.

No caso destes equipamentos manuais, convém privilegiar a redução dos riscos desde a conceção, o confinamento das emissões óticas, a captação dos poluentes e a formação do pessoal. Os resultados dos estudos sobre decapagem não constituem valores universais aplicáveis a todas as máquinas de gravação. A prevenção deve ser estudada para o posto de trabalho real, com a documentação do equipamento e as competências adequadas.

Fontes e documentação

• DPMA — Laser: origens e primeiro laser de rubi
• INRS — Riscos dos equipamentos laser manuais de soldadura, decapagem e corte