Maszyna do cięcia laserem światłowodowym - jak to działa?

W ostatnich latach, ze względu na ciągły rozwój i postęp technologii lasera światłowodowego, konwersja energii cięcia laserem światłowodowym również stała się bardziej wydajna. Ta metoda cięcia zapewnia korzyści innych metod cięcia, których nie można uzyskać. Cięcie laserem światłowodowym umożliwia obróbkę blach szybciej i taniej niż jakakolwiek inna technologia cięcia, zapewniając niespotykaną prędkość i dokładność dla przemysłu metalowego.
Cięcie laserem światłowodowym brzmi bardzo skomplikowanie. Ale rzeczywiste użycie nie jest skomplikowane. Jak to działa? Kontynuuj czytanie i zrozumienie zasad działania oraz więcej informacji na temat maszyny do cięcia laserem światłowodowym.

Definicja cięcia laserem światłowodowym

Cięcie laserem światłowodowym wykorzystuje stały laser do topienia i penetracji metalu, osiągając w ten sposób precyzyjne i wydajne cięcie. Medium laserowym tej technologii jest światłowód, a nie gaz lub kryształ, więc laser światłowodowy jest cięty. Laser to skoncentrowane światło, a światłowód to „aktywne medium wzmacniające”, które może podnieść laser do stanu wyższej mocy.
Cięcie laserem światłowodowym jest metodą cięcia termicznego opartą na skupionych wiązkach lasera dużej mocy jako głównym źródle ciepła. Generator lasera światłowodowego wykorzystuje komponenty światłowodowe o dużej mocy do przesyłania silnej wiązki światła. Wiązka lasera skupia się na danym obszarze, a materiał szybko się topi i odparowuje. Maszyna do cięcia laserem światłowodowym może ciąć większość różnych materiałów o największej grubości, w zależności od funkcji urządzenia.

Jak działa generator lasera światłowodowego?

Kluczowymi elementami maszyny do cięcia laserem światłowodowym są generatory lasera światłowodowego, a generator laserowy składa się z ośrodka wzmacniającego, optycznej wnęki rezonansowej i źródła pompy.
Wnęka rezonansu optycznego składa się z dwóch reflektorów. Odbija wiązkę laserową tam iz powrotem przez medium wzmacniające, zwiększa energię lasera i przekazuje ją do głowicy tnącej sterowanej przez CNC, aby napędzać głowicę tnącą do cięcia metalowych płyt o różnych grubościach. Poniżej przedstawiono sposób użycia każdego komponentu do wykonania tej operacji:

Światło wytwarza się w diodzie laserowej

Dioda laserowa przekształca energię elektryczną w fotony (lub światło), a następnie pompuje ją do kabla światłowodowego. Dlatego nazywane są również „źródłami pompowymi”. Do generowania światła dioda wykorzystuje dwa półprzewodniki o różnych ładunkach:

Jako pierwszy przynosi dodatnią elektryczność, co oznacza, że potrzebuje dodatkowej energii.
Drugi z mocą ujemną, co oznacza, że ma dodatkowy elektron lub elektron swobodny.

Kiedy ładunek dodatni i ładunek ujemny spotykają się, próbują je połączyć. Ale aby to zrobić, wolna elektronika musi zostać uwolniona w postaci fotonów. Kiedy prąd przepływa przez półprzewodnik, liczba fotonów gwałtownie wzrasta. Wygenerowane światło jest pompowane do kabla światłowodowego i będzie wykorzystywane do wytwarzania wiązek laserowych.

Światło pompy prowadzone jest w kablu światłowodowym

W naturze światło rozchodzi się we wszystkich kierunkach. Aby skupić światło w jednym kierunku i uzyskać wiązki laserowe, kabel światłowodowy wykorzystuje dwa podstawowe elementy: rdzeń światłowodu i warstwę worka.

Rdzeń światłowodu to miejsce, w którym rozchodzi się światło. Wykonana jest ze szkła kwarcowego i jest jedyną częścią kabla zawierającą pierwiastki ziem rzadkich.
Warstwa worka stanowi materiał do owijania rdzenia włóknistego. Kiedy światło dociera do torby, odbija się ono od rdzenia światłowodu. Stało się tak, ponieważ warstwa opakowania zapewniała pełne odbicie.

Odbicie wewnętrzne występuje, ponieważ współczynnik załamania warstwy pakietu jest niższy niż współczynnik załamania światła rdzenia. W naturze często widzimy podobne efekty, np. podczas obserwacji podwodnych obiektów ulegną one deformacji. Jest precyzyjny, ponieważ gdy światło rozprzestrzenia się z powietrza do wody, napotyka różne współczynniki załamania światła i zmienia kierunek. Dotyczy to również transmisji światła z rdzenia do torby, ale zmiany kierunku zostaną odzwierciedlone.
Bez torby światło rozprzestrzeni się i opuści rdzeń we wszystkich kierunkach. Jednakże, ze względu na współczynnik załamania warstwy worka, światło jest zatrzymywane w rdzeniu światłowodu i kontynuuje swoją drogę.

Światło jest powiększane we wnęce lasera

Kiedy światło pompy przechodzi przez kabel światłowodowy, ostatecznie trafia do wnęki lasera – małego obszaru kabla, w którym znajduje się tylko światło o określonej długości fali. Włókno jest w tym obszarze „mieszane”, ponieważ zawiera metale ziem rzadkich.
Kiedy cząstki domieszkowanego włókna wchodziły w interakcję ze światłem, ich elektrony osiągnęły wyższy poziom energii. Kiedy wracają do stanu podstawowego, uwalniają energię w postaci fotonów lub światła. Zjawiska te nazywane są także „stymulacją elektroniczną” lub „relaksacją elektroniczną”.
Wnęka lasera działa również jak rezonans i jest światłem tam iz powrotem między tak zwaną „światłowodową kratką praską”. Prowadzi to do „powiększonego światła promieniowania” lub lasera. Krótko mówiąc, w tym miejscu powstaje wiązka laserowa. Istnieją dwa rodzaje praskiej kratki:

Pierwsze służyło jako lustro odbijające światło do wnęki.
Drugi pełni funkcję odbłyśnika selektywnego, przepuszczającego część światła z wnęki, a resztę odbijającego do wnęki

Dzieje się to w następujący sposób: kiedy foton uderza w inne cząstki bodźcowe, cząstki te również uwalniają foton; ponieważ kratka praska odbija foton do wnęki, a do wnęki wysyłane jest więcej światła pompy, uwalniana jest liczba indeksów Photon. W wyniku wzbudzenia promieniowania generowany jest laser.

Laser generujący określoną długość fali

Długość fali generowana przez domieszkowane włókno zmienia się w zależności od domieszkowanego elementu wnęki lasera. Jest to bardzo ważne, ponieważ różne długości fal są wykorzystywane do różnych zastosowań. Na przykład długość fali 1064 nm jest generowana przez mieszanie lasera światłowodowego, który jest używany do znakowania laserowego i czyszczenia laserowego.
Różne elementy domieszkujące będą wytwarzać różne długości fal, ponieważ określone cząstki będą uwalniać określone fotony. Dlatego fotony wytwarzane we wnęce lasera mają tę samą długość fali. To wyjaśnia, dlaczego każdy typ lasera światłowodowego wytwarza określoną długość fali – i tylko tę długość fali.

Chirurgia plastyczna i uwalnianie wiązką lasera

Foton opuszczający wnękę rezonansową tworzy wiązkę wiązki laserowej. Ze względu na optyczne właściwości prowadzenia światłowodu dokładność wiązki laserowej jest bardzo dobra (lub prosta).

Aby wiązka lasera miała idealny kształt, AccTek Laser może dobrać różne komponenty, takie jak soczewki i wiązki, zgodnie z wymaganiami klienta. Krótkie ogniskowanie jest bardziej odpowiednie do zastosowań laserowych (tj. rzeźbień laserowych i laserowego przetwarzania tekstur), co ułatwia skupienie większej ilości energii w jednym obszarze w celu uzyskania bardziej agresywnych form deflacji laserowej.

Jaka jest zasada działania maszyny do cięcia laserem światłowodowym?

Krótko mówiąc, maszyna do cięcia laserem światłowodowym to proces cięcia laserowego przy użyciu materiału tnącego z generatora lasera optycznego. Może wykonywać dokładne i wysokiej jakości cięcie różnych materiałów. Chociaż podstawowe zasady działania maszyn do cięcia laserem światłowodowym są takie same, jak zasady pracy stosowane w innych maszynach do cięcia laserowego, główna różnica polega na tym, w jaki sposób energia jest przekazywana i skupiana na przedmiocie obrabianym.
Daj wiązkę o wysokiej ostrości przez generator lasera światłowodowego. Następnie wiązka lasera jest prowadzona do ciętego materiału poprzez ogniskowanie na soczewce. Skupiająca się wiązka lasera wygeneruje małe i silne źródło ciepła. Po wyrównaniu powierzchni materiału może szybko stopić i odparować materiał, aby uzyskać precyzyjne cięcie.
Inne ważne komponenty maszyny obejmują sterowanie systemem oprogramowania oraz komponenty, które prowadzą i wspierają cięcie materiałów. Dodatkowo światłowód maszyny do cięcia laserowego może być wyposażony w wiele różnych rozmiarów i głowic tnących. W zależności od konkretnych potrzeb i dostosowanych maszyn do cięcia laserowego można osiągnąć oczekiwaną wydajność i efekt.

Podsumować

Dla firm, które chcą zainwestować w cięcie laserowe lub potrzebują usług cięcia laserowego, zrozumienie procesu pracy maszyn do cięcia laserem światłowodowym przyniesie wiele pomocy w uniknięciu niewłaściwego sposobu obsługi maszyn, skracając czas przestoju, i skrócenie czasu przestoju Staraj się o więcej czasu i zysków dla swojej firmy. Laser AccTek posiada kombinację produktów, od małych po duże maszyny do cięcia laserem światłowodowym, które nadają się do cięcia blach i rur. Jeśli szukasz maszyn do zastosowań specjalnych, AccTek Laser można również wyposażyć w odpowiednie komponenty zgodnie z wymaganiami klienta, aby uzyskać niestandardowe rozwiązania.

Sprzęt laserowy

Informacje kontaktowe

Uzyskaj rozwiązania laserowe