1. diskový laser
Návrh konceptu diskového laseru efektívne vyriešil problém tepelného efektu pevnolátkových laserov a dosiahol perfektnú kombináciu vysokého priemerného výkonu, vysokého špičkového výkonu, vysokej účinnosti a vysokej kvality lúča pevnolátkových laserov. Diskové lasery sa stali nenahraditeľným novým zdrojom laserového svetla pre spracovanie v automobilovom, lodnom, železničnom, leteckom, energetickom a ďalších oblastiach. Súčasná technológia vysokovýkonných diskových laserov má maximálny výkon 16 kilowattov a kvalitu lúča 8 mm miliradiánov, čo umožňuje diaľkové zváranie robotickým laserom a vysokorýchlostné rezanie veľkoformátovým laserom, čím sa otvárajú široké perspektívy pre pevnolátkové lasery v oblasti...vysokovýkonné laserové spracovanieTrh aplikácií.
Výhody diskových laserov:
1. Modulárna štruktúra
Diskový laser má modulárnu štruktúru a každý modul je možné rýchlo vymeniť na mieste. Chladiaci systém a systém svetlovodu sú integrované s laserovým zdrojom, čo zaručuje kompaktnú štruktúru, malé rozmery a rýchlu inštaláciu a ladenie.
2. Vynikajúca kvalita lúča a štandardizácia
Všetky kotúčové lasery TRUMPF s výkonom nad 2 kW majú súčin parametrov lúča (BPP) štandardizovaný na 8 mm/mrad. Laser je nemenný voči zmenám prevádzkového režimu a je kompatibilný so všetkými optikami TRUMPF.
3. Keďže veľkosť bodu v diskovom lasere je veľká, hustota optického výkonu, ktorú znáša každý optický prvok, je malá.
Prahová hodnota poškodenia povlaku optického prvku je zvyčajne okolo 500 MW/cm2 a prahová hodnota poškodenia kremeňa je 2 – 3 GW/cm2. Hustota výkonu v rezonančnej dutine diskového lasera TRUMPF je zvyčajne menšia ako 0,5 MW/cm2 a hustota výkonu na spojovacom vlákne je menšia ako 30 MW/cm2. Takáto nízka hustota výkonu nespôsobí poškodenie optických komponentov a nevyvolá nelineárne efekty, čím sa zabezpečí prevádzková spoľahlivosť.
4. Prijať systém riadenia spätnej väzby v reálnom čase s laserovým výkonom.
Systém riadenia so spätnou väzbou v reálnom čase dokáže udržiavať stabilný výkon dosahujúci T-kus a výsledky spracovania majú vynikajúcu opakovateľnosť. Čas predhrievania diskového laseru je takmer nulový a nastaviteľný rozsah výkonu je 1 % – 100 %. Keďže diskový laser úplne rieši problém efektu tepelnej šošovky, výkon laseru, veľkosť bodu a uhol divergencie lúča sú stabilné v celom rozsahu výkonu a vlnoplocha lúča nepodlieha skresleniu.
5. Optické vlákno je možné pripojiť a používať, zatiaľ čo laser pokračuje v prevádzke.
Keď dôjde k poruche určitého optického vlákna a pri jeho výmene stačí uzavrieť optickú dráhu optického vlákna bez vypnutia, a ostatné optické vlákna môžu naďalej vyžarovať laserové svetlo. Výmena optického vlákna sa jednoducho ovláda, stačí ho zapojiť a používať, bez použitia akýchkoľvek nástrojov alebo nastavenia zarovnania. Pri vchode z ulice je prachotesné zariadenie, ktoré prísne zabraňuje vniknutiu prachu do oblasti optických komponentov.
6. Bezpečné a spoľahlivé
Počas spracovania, aj keď je emisivita spracovávaného materiálu taká vysoká, že sa laserové svetlo odráža späť do lasera, nebude to mať žiadny vplyv na samotný laser ani na efekt spracovania a nebudú existovať žiadne obmedzenia týkajúce sa spracovania materiálu ani dĺžky vlákien. Bezpečnosť laserovej prevádzky bola ocenená nemeckým bezpečnostným certifikátom.
7. Modul čerpacej diódy je jednoduchší a rýchlejší
Diódové pole namontované na čerpacom module je tiež modulárnej konštrukcie. Moduly diódových polí majú dlhú životnosť a záruku 3 roky alebo 20 000 hodín. Nie sú potrebné žiadne prestoje, či už ide o plánovanú výmenu alebo okamžitú výmenu z dôvodu náhlej poruchy. Keď modul zlyhá, riadiaci systém spustí alarm a automaticky zvýši prúd ostatných modulov, aby sa udržal konštantný výstupný výkon laseru. Používateľ môže pokračovať v práci desať alebo dokonca desiatky hodín. Výmena modulov čerpacích diód na mieste výroby je veľmi jednoduchá a nevyžaduje si žiadne školenie obsluhy.
Vláknové lasery, rovnako ako iné lasery, sa skladajú z troch častí: zosilňovacieho média (dopovaného vlákna), ktoré môže generovať fotóny, optickej rezonančnej dutiny, ktorá umožňuje spätné vedenie fotónov a ich rezonančné zosilnenie v zosilňovacom médiu, a zdroja pumpy, ktorý excituje fotónové prechody.
Vlastnosti: 1. Optické vlákno má vysoký pomer „povrchovej plochy k objemu“, dobrý efekt rozptylu tepla a môže pracovať nepretržite bez núteného chladenia. 2. Ako vlnovodné médium má optické vlákno malý priemer jadra a je náchylné na vysokú hustotu výkonu vo vnútri vlákna. Preto majú vláknové lasery vyššiu účinnosť konverzie, nižší prah, vyšší zisk a užšiu šírku čiary a líšia sa od optických vlákien. Strata väzby je malá. 3. Vďaka dobrej flexibilite sú vláknové lasery malé a flexibilné, kompaktnej konštrukcie, cenovo dostupné a ľahko sa integrujú do systémov. 4. Optické vlákno má tiež pomerne veľa laditeľných parametrov a selektivity a môže dosiahnuť pomerne široký rozsah ladenia, dobrú disperziu a stabilitu.
Klasifikácia vláknového laseru:
1. Vláknový laser dopovaný vzácnymi zeminami
2. Prvky vzácnych zemín dopované v súčasných relatívne zrelých aktívnych optických vláknach: erbium, neodým, prazeodým, túlium a yterbium.
3. Zhrnutie vláknového stimulovaného Ramanovho rozptylového laseru: Vláknový laser je v podstate menič vlnových dĺžok, ktorý dokáže premeniť vlnovú dĺžku čerpacieho zdroja na svetlo so špecifickou vlnovou dĺžkou a vydávať ho vo forme laseru. Z fyzikálneho hľadiska je princíp zosilnenia svetla taký, že sa pracovnému materiálu dodáva svetlo s vlnovou dĺžkou, ktorú dokáže absorbovať, aby pracovný materiál mohol efektívne absorbovať energiu a byť aktivovaný. Preto sa v závislosti od dopovacieho materiálu líši aj zodpovedajúca absorpčná vlnová dĺžka a požiadavky na vlnovú dĺžku svetla čerpacieho zdroja sa tiež líšia.
2.3 Polovodičový laser
Polovodičový laser bol úspešne excitovaný v roku 1962 a v roku 1970 dosiahol kontinuálny výstup pri izbovej teplote. Neskôr, po vylepšeniach, boli vyvinuté dvojité heterojunkčné lasery a laserové diódy s pásikovou štruktúrou (laserové diódy), ktoré sa široko používajú v optických vláknových komunikáciách, optických diskoch, laserových tlačiarňach, laserových skeneroch a laserových ukazovátkach (laserových ukazovátkach). V súčasnosti sú najvyrábanejšími lasermi. Výhody laserových diód sú: vysoká účinnosť, malá veľkosť, nízka hmotnosť a nízka cena. Účinnosť laserových diód s viacerými kvantovými jamami je najmä 20 ~ 40 % a typ PN dosahuje aj niekoľko 15 % ~ 25 %. Stručne povedané, vysoká energetická účinnosť je ich najväčšou výhodou. Okrem toho ich kontinuálna výstupná vlnová dĺžka pokrýva rozsah od infračerveného po viditeľné svetlo a komerčne sa uvádzajú aj produkty s optickým impulzným výstupom až do 50 W (šírka impulzu 100 ns). Je to príklad laseru, ktorý sa veľmi ľahko používa ako lidar alebo excitačný zdroj svetla. Podľa teórie energetických pásiem pevných látok tvoria energetické hladiny elektrónov v polovodičových materiáloch energetické pásy. Vysokoenergetická hladina je vodivostné pásmo, nízkoenergetická je valenčné pásmo a tieto dva pásy sú oddelené zakázaným pásom. Keď sa nerovnovážne elektrónovo-dierové páry zavedené do polovodiča rekombinujú, uvoľnená energia sa vyžaruje vo forme luminiscencie, čo je rekombinačná luminiscencia nosičov náboja.
Výhody polovodičových laserov: malé rozmery, nízka hmotnosť, spoľahlivá prevádzka, nízka spotreba energie, vysoká účinnosť atď.
2.4YAG laser
YAG laser, typ laseru, je laserová matrica s vynikajúcimi komplexnými vlastnosťami (optika, mechanika a tepelné vlastnosti). Podobne ako iné tuhé lasery, aj YAG lasery sú základnými zložkami laserového pracovného materiálu, zdroja čerpania a rezonančnej dutiny. Avšak kvôli rôznym typom aktivovaných iónov dopovaných v kryštáli, rôznym zdrojom čerpania a metódam čerpania, rôznym štruktúram použitej rezonančnej dutiny a ďalším použitým funkčným štrukturálnym zariadeniam možno YAG lasery rozdeliť do mnohých typov. Napríklad podľa výstupného tvaru vlny ich možno rozdeliť na kontinuálny YAG laser, YAG laser s opakovanou frekvenciou a pulzný laser atď.; podľa prevádzkovej vlnovej dĺžky ich možno rozdeliť na 1,06 μm YAG laser, YAG laser s dvojnásobnou frekvenciou, Ramanov frekvenčne posunutý YAG laser a laditeľný YAG laser atď.; podľa dopovania sa rôzne typy laserov môžu rozdeliť na Nd:YAG lasery, YAG lasery dopované Ho, Tm, Er atď.; podľa tvaru kryštálu sa delia na tyčové a doskové YAG lasery; Podľa rôznych výstupných výkonov ich možno rozdeliť na vysokovýkonné a malovýkonné a stredne výkonné. YAG laser atď.
Laserový rezací stroj na pevné materiály YAG rozpína, odráža a zaostruje pulzný laserový lúč s vlnovou dĺžkou 1064 nm, potom ho vyžaruje a ohrieva povrch materiálu. Povrchové teplo sa rozptyľuje do vnútra prostredníctvom tepelného vedenia a šírka, energia, špičkový výkon a opakovanie laserového impulzu sú presne digitálne riadené. Frekvencia a ďalšie parametre dokážu okamžite roztaviť, odpariť a vypariť materiál, čím sa dosiahne rezanie, zváranie a vŕtanie vopred určených trajektórií pomocou CNC systému.
Vlastnosti: Tento stroj sa vyznačuje dobrou kvalitou lúča, vysokou účinnosťou, nízkymi nákladmi, stabilitou, bezpečnosťou, väčšou presnosťou a vysokou spoľahlivosťou. Integruje rezanie, zváranie, vŕtanie a ďalšie funkcie do jedného, vďaka čomu je ideálnym presným a efektívnym flexibilným spracovateľským zariadením. Rýchla rýchlosť spracovania, vysoká účinnosť, dobré ekonomické výhody, malé rovné rezy, hladký rezný povrch, veľký pomer hĺbky k priemeru a minimálna tepelná deformácia pomeru strán k šírke a je možné ním obrábať rôzne materiály, ako sú tvrdé, krehké a mäkké. Pri obrábaní nedochádza k opotrebovaniu alebo výmene nástrojov a nedochádza k žiadnym mechanickým zmenám. Je ľahko automatizovateľný. Dokáže obrábať aj za špeciálnych podmienok. Účinnosť čerpadla je vysoká, až do približne 20 %. So zvyšujúcou sa účinnosťou sa znižuje tepelné zaťaženie laserového média, čím sa výrazne zlepšuje lúč. Má dlhú životnosť, vysokú spoľahlivosť, malé rozmery a nízku hmotnosť a je vhodný pre miniaturizačné aplikácie.
Použitie: Vhodné na laserové rezanie, zváranie a vŕtanie kovových materiálov: ako je uhlíková oceľ, nehrdzavejúca oceľ, legovaná oceľ, hliník a zliatiny, meď a zliatiny, titán a zliatiny, nikel-molybdénové zliatiny a ďalšie materiály. Široko používané v letectve, kozmonautike, zbrojárstve, lodnom priemysle, petrochemickom, lekárskom, prístrojovom, mikroelektronickom, automobilovom a inom priemysle. Nielenže sa zlepšuje kvalita spracovania, ale aj efektivita práce; YAG laser môže navyše poskytnúť presnú a rýchlu výskumnú metódu pre vedecký výskum.
V porovnaní s inými lasermi:
1. YAG laser môže pracovať v pulznom aj kontinuálnom režime. Jeho pulzný výstup dokáže získať krátke aj ultrakrátke impulzy pomocou technológie Q-spínania a uzamykania režimov, čím sa jeho rozsah spracovania zväčšuje v porovnaní s CO2 lasermi.
2. Jeho výstupná vlnová dĺžka je 1,06 μm, čo je presne o rád menšia ako vlnová dĺžka CO2 laseru 10,06 μm, takže má vysokú účinnosť väzby s kovom a dobrý spracovateľský výkon.
3. YAG laser má kompaktnú konštrukciu, nízku hmotnosť, jednoduché a spoľahlivé používanie a nízke nároky na údržbu.
4. YAG laser je možné spojiť s optickým vláknom. Pomocou systému časového delenia a výkonového multiplexu je možné jeden laserový lúč ľahko prenášať na viacero pracovných staníc alebo vzdialených pracovných staníc, čo uľahčuje flexibilitu laserového spracovania. Preto pri výbere lasera musíte zvážiť rôzne parametre a vaše vlastné skutočné potreby. Len tak môže laser dosiahnuť maximálnu účinnosť. Pulzné Nd:YAG lasery od spoločnosti Xinte Optoelectronics sú vhodné pre priemyselné a vedecké aplikácie. Spoľahlivé a stabilné pulzné Nd:YAG lasery poskytujú impulzný výstup až 1,5 J pri 1064 nm s opakovacou frekvenciou až 100 Hz.
Čas uverejnenia: 17. mája 2024
