Máquina de corte a laser de fibra - como funciona?

Nos últimos anos, devido ao contínuo desenvolvimento e progresso da tecnologia de laser de fibra, a conversão de energia do corte a laser de fibra óptica também se tornou mais eficiente. Este método de corte oferece os benefícios de outros métodos de corte que não podem ser obtidos. O corte a laser de fibra pode processar chapas de metal mais rápido e mais barato do que qualquer outra tecnologia de corte, proporcionando velocidade e precisão sem precedentes para a indústria de fabricação de metais.
Corte a laser de fibra soa muito complicado. Mas o uso real não é complicado. Então, como funciona? Continue lendo e entendendo os princípios de funcionamento e mais informações sobre a máquina de corte a laser de fibra óptica.

Definição de corte a laser de fibra óptica

O corte a laser de fibra usa um laser sólido para derreter e penetrar no metal, obtendo assim um corte preciso e eficiente. O meio de laser desta tecnologia é fibra óptica, não um gás ou cristal, então o laser de fibra é cortado. O laser é uma luz concentrada e a fibra óptica é um “meio de ganho ativo” que pode elevar o laser a um estado de maior potência.
O corte a laser de fibra é um método de corte térmico baseado em feixes de laser de alta potência focados como a principal fonte térmica. O gerador de laser de fibra óptica usa componentes de fibra óptica de alta potência para transmitir feixe de luz forte. O feixe de laser se concentra na área e o material é rapidamente derretido e evaporado. A máquina de corte a laser de fibra pode cortar a maioria dos diferentes materiais de maior espessura, dependendo da função do dispositivo.

Como funciona o gerador de laser de fibra?

Os principais componentes da máquina de corte a laser de fibra são geradores de laser de fibra óptica, e o gerador de laser consiste em um meio de ganho, uma cavidade de ressonância óptica e uma fonte de bomba.
A cavidade de ressonância óptica consiste em dois refletores. Ele reflete o feixe de laser para frente e para trás através do meio de ganho, aumenta a energia do laser e a transmite para a cabeça de corte controlada pelo CNC para acionar a cabeça de corte para cortar as placas de metal com diferentes espessuras. Veja a seguir como cada componente é usado para executar esta operação:

A luz produz no diodo laser

O diodo laser converte energia elétrica em fótons (ou luz) e então a bombeia para o cabo de fibra. Por isso, também são chamadas de “fontes de bombeamento”. Para gerar luz, o diodo usa dois semicondutores com cargas diferentes:

O primeiro a trazer eletricidade positiva, o que significa que precisa de eletricidade extra.
O segundo com potência negativa, o que significa que tem um elétron adicional ou um elétron livre.

Quando a carga positiva e a carga negativa se encontram, elas tentam combiná-las. Mas para fazer isso, a eletrônica livre deve ser liberada na forma de fótons. Quando a corrente flui sobre um semicondutor, o número de fótons aumenta rapidamente. A luz gerada é bombeada para o cabo de fibra e será usada para produzir feixes de laser.

A luz da bomba é guiada no cabo de fibra

Na natureza, a luz se espalha em todas as direções. Para focalizar a luz em uma direção e obter feixes de laser, o cabo de fibra usa dois componentes básicos: núcleo de fibra óptica e camada de bolsa.

O núcleo da fibra óptica é o local onde a luz se espalha. É feito de vidro de quartzo e é a única parte do cabo que contém elementos de terras raras.
A camada do saco é um material para envolver o núcleo da fibra. Quando a luz é disparada para o saco, ela reflete no núcleo da fibra. Isso aconteceu porque a camada de embalagem proporcionou reflexão total.

A reflexão interna ocorre porque o índice de refração da camada da embalagem é inferior ao do núcleo. Na natureza, muitas vezes vemos efeitos semelhantes, por exemplo, quando observamos objetos subaquáticos, eles se deformam. É preciso porque quando a luz se espalha do ar para a água, a luz encontra diferentes índices de refração e muda de direção. Isto também se aplica à transmissão de luz do núcleo para o saco, mas as mudanças na direção serão refletidas.
Sem a bolsa, a luz se espalhará e sairá do núcleo em todas as direções. Porém, devido ao índice de refração da camada do saco, a luz é mantida no núcleo da fibra e continua seu caminho.

A luz é ampliada na cavidade do laser

Quando a luz da bomba passa pelo cabo de fibra, ela finalmente entra na cavidade do laser – uma pequena área do cabo, apenas a luz de um comprimento de onda específico. A fibra é “misturada” nesta área porque mistura terras raras.
Quando as partículas de fibra dopada interagiram com a luz, seus elétrons subiram para níveis de energia mais elevados. Quando retornam ao seu estado básico, liberam energia na forma de fótons ou luz. Esses fenômenos também são chamados de “estimulação eletrônica” ou “relaxamento eletrônico”.
A cavidade do laser também atua como um ressonante, e é a luz que vai e volta entre a chamada “grade de Praga de fibra óptica”. Isso leva a “luz de radiação ampliada” ou laser. Resumindo, é aqui que o feixe de laser é formado. Existem dois tipos de grade de Praga:

O primeiro foi usado como espelho para refletir a luz para a cavidade.
O segundo é usado como refletor seletivo, permitindo que alguma luz saia da cavidade, mas refletindo o restante da luz para a cavidade.

Isso acontece assim: quando o fóton atinge outras partículas de estímulo, essas partículas também liberam o fóton; como a grade de Praga reflete o fóton na cavidade, e mais luz da bomba é enviada para a cavidade, o número de índices é liberado do fóton. Devido a essa excitação da radiação, um laser é gerado.

Laser que gera comprimento de onda específico

O comprimento de onda gerado pela dopagem da fibra varia de acordo com o elemento dopado da cavidade do laser. Isso é muito importante porque diferentes comprimentos de onda são usados para diferentes aplicações. Por exemplo, um comprimento de onda de 1064 nm é gerado pela mistura de laser de fibra, que é usado para marcação a laser e limpeza a laser.
Diferentes elementos de dopagem produzirão diferentes comprimentos de onda porque partículas específicas liberarão fótons específicos. Portanto, os fótons produzidos na cavidade do laser têm o mesmo comprimento de onda. Isso explica por que cada tipo de laser de fibra produz um comprimento de onda específico - e apenas esse comprimento de onda.

Cirurgia plástica com feixe de laser e liberação

O fóton que sai da cavidade ressonante forma um feixe de laser. Devido às características de orientação óptica da fibra, a precisão do feixe de laser é muito boa (ou reta).

Para que o feixe de laser tenha um formato ideal, o AccTek Laser pode escolher diversos componentes, como lentes e feixes de acordo com a necessidade do cliente. O foco curto é mais adequado para aplicações de laser (ou seja, esculturas a laser e processamento de textura a laser), o que nos facilita concentrar mais energia em uma área para formas de deflação a laser mais agressivas.

Qual é o princípio de funcionamento de uma máquina de corte a laser de fibra óptica?

Resumindo, uma máquina de corte a laser de fibra óptica é um processo de corte a laser que utiliza material de corte com gerador de laser óptico. Pode fazer cortes precisos e de alta qualidade de vários materiais. Embora os princípios básicos das máquinas de corte a laser de fibra óptica sejam os mesmos dos princípios de funcionamento usados em outras máquinas de corte a laser, a principal diferença é como a energia é transmitida e focada na peça de trabalho.
Dê um feixe de alto foco através do gerador de laser de fibra. Em seguida, o feixe de laser é direcionado para o material cortado focando na lente. O foco do feixe de laser gerará uma pequena e forte fonte de calor. Depois que a superfície do material é alinhada, ela pode derreter e evaporar rapidamente o material para obter um corte de alta precisão.
Outros componentes importantes da máquina incluem o controle de seu sistema de software e componentes que orientam e suportam os materiais de corte. Além disso, a fibra óptica máquinas de corte a laser pode ser equipado com vários tamanhos diferentes e cabeçotes de corte elétrico. De acordo com suas necessidades específicas e máquinas de corte a laser personalizadas, o desempenho e o efeito esperados podem ser alcançados.

Resumir

Para empresas que querem investir em corte a laser ou precisam de serviços de corte a laser, entender o processo de trabalho das máquinas de corte a laser de fibra ótica vai te ajudar muito a evitar a forma errada de operar as máquinas, diminuindo o tempo de parada da máquina, e reduzindo o tempo de parada Busque mais tempo e lucros para o seu negócio. Laser AccTek possui uma combinação de portfólio de produtos, desde máquinas de corte a laser de fibra de pequeno a grande porte, adequadas para cortar placas e tubos de metal. Se você procura máquinas para aplicações especiais, o AccTek Laser também pode ser equipado com componentes adequados de acordo com as necessidades do cliente para obter soluções personalizadas.

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