Macchina da taglio laser a fibra: come funziona?

Negli ultimi anni, grazie al continuo sviluppo e al progresso della tecnologia laser in fibra, anche la conversione dell'energia del taglio laser in fibra ottica è diventata più efficiente. Questo metodo di taglio offre i vantaggi di altri metodi di taglio che non possono essere ottenuti. Il taglio laser in fibra è in grado di lavorare lastre di metallo in modo più rapido ed economico rispetto a qualsiasi altra tecnologia di taglio, fornendo velocità e precisione senza precedenti per l'industria della produzione di metalli.
Taglio laser fibra suona molto complicato. Ma l'uso effettivo non è complicato. Quindi, come funziona?Continua a leggere e comprendere i principi di funzionamento e ulteriori informazioni sulla macchina per il taglio laser a fibra ottica.

Definizione di taglio laser fibra ottica

Il taglio laser a fibra utilizza un laser solido per fondere e penetrare nel metallo, ottenendo così un taglio preciso ed efficiente. Il mezzo laser di questa tecnologia è la fibra ottica, non un gas o un cristallo, quindi il laser in fibra viene tagliato. Il laser è una luce concentrata e la fibra ottica è un "mezzo di guadagno attivo" che può portare il laser a uno stato di potenza superiore.
Il taglio laser in fibra è un metodo di taglio termico basato su raggi laser focalizzati ad alta potenza come sorgente termica principale. Il generatore laser a fibra ottica utilizza componenti in fibra ottica ad alta potenza per trasmettere un forte raggio di luce. Il raggio laser si concentra sull'area e il materiale viene rapidamente fuso ed evaporato. La macchina per il taglio laser in fibra può tagliare la maggior parte dei diversi materiali di maggior spessore, a seconda della funzione del dispositivo.

Come funziona il generatore laser in fibra?

I componenti chiave della macchina per il taglio laser a fibra sono i generatori laser a fibra ottica e il generatore laser è costituito da un mezzo di guadagno, una cavità di risonanza ottica e una sorgente di pompa.
La cavità di risonanza ottica è costituita da due riflettori. Riflette il raggio laser avanti e indietro attraverso il mezzo di guadagno, ingrandisce l'energia laser e la trasmette alla testa di taglio controllata da CNC per guidare la testa di taglio per tagliare le lastre di metallo con diversi spessori. Di seguito è riportato il modo in cui ciascun componente viene utilizzato per eseguire questa operazione:

La luce si produce nel diodo laser

Il diodo laser converte l'energia elettrica in fotoni (o luce) e poi la pompa nel cavo in fibra. Pertanto, sono anche chiamate "fonti di pompaggio". Per generare luce, il diodo utilizza due semiconduttori con cariche diverse:

Il primo a portare elettricità positiva, il che significa che ha bisogno di elettricità extra.
Il secondo con potenza negativa, il che significa che ha un elettrone aggiuntivo o un elettrone libero.

Quando la carica positiva e la carica negativa si incontrano, cercano di combinarle. Ma per fare questo, l'elettronica libera deve essere rilasciata sotto forma di fotoni. Quando la corrente scorre su un semiconduttore, il numero di fotoni aumenta rapidamente. La luce generata viene pompata nel cavo in fibra e verrà utilizzata per produrre raggi laser.

La luce della pompa è guidata nel cavo in fibra

In natura la luce si diffonde in tutte le direzioni. Per focalizzare la luce in una direzione e ottenere raggi laser, il cavo in fibra utilizza due componenti di base: nucleo in fibra ottica e strato di sacchetto.

Il nucleo della fibra ottica è il luogo in cui la luce si diffonde. È realizzato in vetro al quarzo ed è l'unica parte del cavo che contiene elementi di terre rare.
Lo strato del sacchetto è un materiale per avvolgere il nucleo della fibra. Quando la luce viene diretta al sacchetto, si riflette sul nucleo della fibra. Ciò è accaduto perché lo strato di imballaggio forniva una riflessione completa.

La riflessione interna avviene perché l'indice di rifrazione dello strato del pacchetto è inferiore a quello del nucleo. In natura, vediamo spesso effetti simili, ad esempio, quando osservi oggetti sott'acqua, si deformeranno. È preciso perché quando la luce si diffonde dall'aria all'acqua, incontra diversi indici di rifrazione e cambia direzione. Ciò è applicabile anche alla trasmissione della luce dal nucleo al sacchetto, ma i cambiamenti nella direzione si rifletteranno.
Senza la borsa, la luce si diffonderà e lascerà il nucleo in tutte le direzioni. Tuttavia, a causa dell'indice di rifrazione dello strato a sacco, la luce viene trattenuta nel nucleo della fibra e continua il suo percorso.

La luce viene ingrandita nella cavità del laser

Quando la luce della pompa passa attraverso il cavo in fibra, alla fine entra nella cavità laser, una piccola area del cavo, solo la luce di una lunghezza d'onda specifica. La fibra è “mista” in questa zona perché mescola terre rare.
Quando le particelle di fibra drogata interagivano con la luce, i loro elettroni salivano a livelli energetici più elevati. Quando ritornano allo stato base, rilasciano energia sotto forma di fotoni o luce. Questi fenomeni sono anche chiamati “stimolazione elettronica” o “rilassamento elettronico”.
La cavità laser funge anche da risonante, ed è luce avanti e indietro tra la cosiddetta “griglia di Praga in fibra ottica”. Questo porta a una "radiazione luminosa ingrandita" o laser. In breve, è qui che si forma il raggio laser. Esistono due tipi di griglia Praga:

Il primo veniva utilizzato come specchio per riflettere la luce nella cavità.
Il secondo viene utilizzato come riflettore selettivo, consentendo a parte della luce di lasciare la cavità, ma riflettendo la luce rimanente nella cavità

Ciò avviene in questo modo: quando il fotone colpisce altre particelle di stimolo, anche queste particelle rilasciano il fotone; poiché la griglia di Praga riflette il fotone nella cavità e viene inviata più luce alla cavità, viene rilasciato il numero di indici fotonici. A causa di questa eccitazione delle radiazioni, viene generato un laser.

Laser che genera una lunghezza d'onda specifica

La lunghezza d'onda generata dalla fibra drogante varia a seconda dell'elemento drogato della cavità laser. Questo è molto importante perché diverse lunghezze d'onda vengono utilizzate per diverse applicazioni. Ad esempio, una lunghezza d'onda di 1064 nm viene generata mescolando il laser a fibra, che viene utilizzato per la marcatura laser e la pulizia laser.
Diversi elementi di drogaggio produrranno lunghezze d'onda diverse perché particelle specifiche rilasceranno fotoni specifici. Pertanto, i fotoni prodotti nella cavità laser hanno la stessa lunghezza d'onda. Questo spiega perché ogni tipo di laser fibra-fibra produce una lunghezza d'onda specifica e solo quella lunghezza d'onda.

Chirurgia plastica e rilascio del raggio laser

Il fotone che esce dalla cavità risonante forma un raggio di un raggio laser. A causa delle caratteristiche di guida ottica della fibra, la precisione del raggio laser è molto buona (o rettilinea).

Per far sì che il raggio laser abbia una forma ideale, AccTek Laser può scegliere diversi componenti, come lenti e raggi, in base alle esigenze del cliente. La messa a fuoco breve è più adatta per le applicazioni laser (ovvero, incisioni laser ed elaborazione laser di texture), che ci facilita a concentrare più energia in un'area per forme di deflazione laser più aggressive.

Qual è il principio di funzionamento di una macchina per il taglio laser a fibra ottica?

In breve, una macchina da taglio laser a fibra ottica è un processo di taglio laser che utilizza materiale da taglio del generatore laser ottico. Può eseguire tagli accurati e di alta qualità di vari materiali. Sebbene i principi di base delle macchine da taglio laser a fibra ottica siano gli stessi dei principi di funzionamento utilizzati in altre macchine da taglio laser, la differenza principale sta nel modo in cui l'energia viene trasmessa e focalizzata sul pezzo.
Fornisci un raggio ad alta messa a fuoco attraverso il generatore laser a fibra. Quindi, il raggio laser viene guidato verso il materiale tagliato focalizzandosi sulla lente. Il raggio laser di focalizzazione genererà una piccola e forte fonte di calore. Dopo che la superficie del materiale è stata allineata, può sciogliersi ed evaporare rapidamente il materiale per ottenere un taglio di alta precisione.
Altri componenti importanti della macchina includono il controllo del suo sistema software e dei componenti che guidano e supportano i materiali da taglio. Inoltre, fibra ottica macchine per il taglio laser può essere equipaggiato con diverse misure e testine di taglio. In base alle vostre esigenze specifiche e alle macchine per il taglio laser personalizzate, è possibile ottenere le prestazioni e l'effetto previsti.

Riassumere

Per le aziende che vogliono investire nel taglio laser o necessitano di servizi di taglio laser, comprendere il processo di lavoro delle macchine per il taglio laser a fibra ottica ti aiuterà molto ad evitare il modo sbagliato di far funzionare le macchine, riducendo i tempi di arresto del tempo di arresto, e riducendo i tempi di fermo Impegnati per avere più tempo e profitti per la tua azienda. Laser AccTek ha una combinazione di portafoglio di prodotti che spazia da macchine da taglio laser a fibra di piccole e grandi dimensioni, adatte per il taglio di lastre e tubi metallici. Se siete alla ricerca di macchine per applicazioni speciali, AccTek Laser può essere equipaggiato anche con componenti adeguati in base alle esigenze del cliente per realizzare soluzioni personalizzate.

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