Разлике између ласерских сочива са влаконским влакнама и CO2

Увод: Срце вашег ласерског система

У сржи сваке високопрецизне ласерске машине за сечење и заваривање лежи критична компонента: конзола за фокусирање. Овај оптички систем је одговоран за узимање моћног ласерског зрака и концентрацију његове енергије у невероватно малу, интензивну тачку, што је оно што омогућава ласеру да сече метал или га завари са тако прецизношћу. Међутим, нису сви ласери исти, а стога ни њихови конзоли. За ласерске опције са влаконским опцијом, различити произвођачи ласерских резача имају различите дизајне оптичког пута и структуре, чак и ако имају исти дијаметар и фокусну дужину. Што се тиче објектива са фокусирањем на ЦО2, облик, дијаметар, дебљина ивице, фокусна дужина су кључни параметри за које сви корисници морају знати пре куповине.

Основна разлика: Све почиње са таласном дужином

Најважнији фактор који разликује ове две сочиве је таласна дужина ласерске светлости са којом су дизајнирани да раде. Таласна дужина, измерена у микронима (μm) или нанометрима (nm), одређује како светлост интеракционише са материјалом, укључујући и материјал самог сочива.

• Ласери СО2: Ови ласери раде на дугих таласним дужинама од 10,6 микрометра (μm). То је у средњем инфрацрвеном спектру, који је невидљив људском оку.
• Ласери од влакана: С друге стране, ласери од влакана производе светлост на много краћем таласном дужини, обично око 1,07 микрометра (μm) или 1064 нанометра (nm). Ово је у блиском инфрацрвеном спектру.

Зашто је то важно? Замислите да покушавате да користите стаклени прозор да бисте фокусирали топлоту од кампског ватре. Стакло може блокирати топлоту (дуготаласно инфрацрвено) док пролази видљива светлост. Слично томе, материјали који су савршено транспарентни према једној таласној дужини светлости могу бити потпуно непрозорни или апсорбовани према другој. Ово је главни разлог зашто се ласерски објектив не може користити у ласерском систему са CO2 и обратно.

Материјал за објективе: кључ прозорности и управљања енергијом

Различите таласне дужине директно диктују материјале из којих се морају производити појединачни оптички елементи у склопу сочива. Овај избор утиче на трошкове, трајност и перформансе, посебно у условима велике снаге.

• Ласерски сочиви СО2: Златни стандардни материјал за оптичке елементе у саставу сочива СО2 је цинк селенид (ЗнСЕ). ZnSe има изузетно ниску стопу апсорпције за таласну дужину од 10,6 мкм, што омогућава ласерској енергији да прође са минималним губитком и производњом топлоте. Други материјали као што су Германијум (Ге) и Галијум арсенид (ГАА) такође се користе за специфичне апликације високе снаге или специјализоване. Ови материјали су често скупљи и могу бити осетљиви на топлотне шокове.

Флаконски ласерски сочиви: Материјал избора за оптичке елементе у стандардном склопу ласерских сочива је фузирана силика или синтетички кварц. Фузидни силикон нуди изванредну транспарентност до таласне дужине од 1 мкм, високу топлотну стабилност и одличну отпорност на топлотну линзирање - феномен у којем се сочиво загрева и мења облик, дефокусирајући зрак. Такође је веома тврд и отпоран на контаминацију, што га чини издржљивим за индустријска окружења.

Оптички дизајн: Скуп објектива против оптичких елемената

"Оптички дизајн" је дизајн који се састоји од "оптичких елемената" који се налазе у оквиру објектива. Фокусно сочиво је систем, а његова имплементација није везана за једну врсту оптичког елемента.

CO2 ласерска оптика: Скупљање за фокусирање ласером CO2 може користити и преносни (користећи сочива) и рефлективни (користећи огледала) дизајн. Док су ZnSe сочива уобичајени, на веома високим нивоима снаге (нпр. више киловата), рефлекторна огледала за фокусирање постају пожељнија. То су често параболни огледала од бакра или молибдена. Ово је један од најбољих примера где "комплет објектива за фокусирање CO2" не мора да садржи ни један елемент преносног објектива; његова језгрова компонента може бити рефлекторно огледало.

Файбер ласерска оптичка: Модерна глава за сечење ласером је комплексан оптички систем. Ова група сочива обично садржи више елемената: групу сочива за колимирање, групу сочива за фокусирање и заштитни прозор. Основни фокусирани елемент у овој групи се најчешће прави од спољног силиката због његових одличних укупних својстава. Међутим, од пресудног је значаја да се схвати да овај елемент може бити једно објективо, дублет (два објектива који су заједно цементисани), или чак асферично објективо, у зависности од потребних перформанси. "Ленсе" са "лазерским влакнама" и "елементи" за "лазерске влакна"

Фокус на апликацију: Зашто прави објектив одређује ваше резултате

Разлика у таласној дужини не утиче само на сочиво, већ диктује које материјале ласер може ефикасно обрађивати.

• Ласери ЦО2 са ЗнСЕ сочивима: 10,6 мкм таласна дужина је одлично апсорбована од стране неметалних материјала. То чини да су ласери СО2 у комбинацији са исправном конзолом најбољи избор за сечење и гравирање дрвета, акрила, пластике, текстила и керамике.
• Ласери од влакана са раствореним силицијским сочивима: метали апсорбују 1μm таласну дужину много ефикасније. То чини ласерску сочу са слојем од влаконних лећа срцем модерне металне фабрике. То је кључна компонента која омогућава резање, заваривање и обележавање челика, нерђајућег челика, алуминијума, басног и бакра са неупоредивом брзином и енергетском ефикасношћу.

Које су разлике у одржавању за CO2 оптику и оптичку влачину

Због јединствених својстава 1064nm ласера у близини инфрацрвене светлости, њиховог фундаменталног квалитета зрака и компактног дизајна, ласерско сечење влакна показало је значајне предности у ефикасности обраде, прецизности и економичности. Посебно погодни за апликације за производњу метала, ласерски системи са влакном у последњих неколико година брзо добијају удео на тржишту од машина за сечење ласером ЦО2. У поређењу са CO2 ласерима, ласери са влакнама захтевају ниже трошкове одржавања за своје главне оптичке компоненте и лакше се замењују. Произвођачи стално оптимизују дизајне глава за сечење, омогућавајући корисницима да брзо замењују делове без оштећења унутрашњих компоненти. На пример, фокус скрива за линзе и слива за коламирање да се корисницима омогући да изврше замену у чистом окружењу без потребе за стручном помоћи. Међутим, због сложене унутрашње структуре CO2 ласера, замену свих оптичких компоненти морају извршити професионалци на месту, што није јефтино.