Основні фактори, що впливають на ефект фокусування в контролі променя лазерних ріжучих машин
1. Характеристики оптичних елементів та параметрів
(1) . Матеріал лінз та продуктивність фокусування
Вибір матеріалу:
Силіконове скло: підходить для ультрафіолетових лазерів (стійкий до високої енергії, низького поглинання) .
Криштал кремнію/германію: підходить для Co₂ Lasers (10 . 6 мкм довжина хвилі, висока інфрачервона пропускна пропуск).
Злитий кремнезем: підходить для волоконних лазерів (1 . 06 мкм довжина хвилі, хороша термічна стійкість).
Ключові параметри:
Фокусна довжина: чим коротша фокусна відстань, тим менший діаметр плями (діаметр плями ≈ 1 . 22 × довжина хвилі × діаметр фокусної відстані / об'єктива), але фокусна глибина (діапазон фокусування чіткості) стає дрібнішим, придатним для розрізання тонкого матеріалу; Довга фокусна відстань підходить для товстих матеріалів, уникаючи фокусування зсуву, спричиненого хвилями поверхні матеріалу.
Діаметр лінзи: чим більший діаметр, тим сильніша здатність до концентрації, тим вище щільність енергії, але це збільшить об'єм оптичної системи .
(2) . Точність та покриття відбивачів
Площина поверхні: шорсткість поверхні відбивача повинна бути<λ 10="" (λ="" is="" the="" laser="" wavelength),="" otherwise="" it="" will="" cause="" the="" divergence="" angle="" of="" the="" light="" beam="" to="" increase="" and="" the="" focused="" spot="" to="">
Процес покриття:
Co₂ Laser Reflector: золото покриття (швидкість відбиття> 98%) .
Волоконний лазерний відбивач: високе відбитне покриття (швидкість відбиття> 99 . 5%), зменшує втрати енергії.
2. Якість променя лазерного джерела
(1) . Довжина хвилі лазера
The shorter the wavelength, the smaller the diameter of the focused light spot (for example, for ultraviolet laser with λ=0.355 μm, the focused light spot can be less than 10 μm; it is suitable for precision processing; for CO₂ laser with λ=10.6 μm, the light spot diameter is usually > 50 μm, and the precision is нижчий) .
(2) . Режим променя (коефіцієнт M²)
Основний режим (TEM₀₀): Енергія променя розподіляється за гауссовим малюнком, а фокусоване світлове місце має хорошу округлості та концентровану енергію (M²=1), наприклад, лазер волоконно-потужних волокон .
Режим вищого порядку (TEMMN): Розподіл енергії диспергується, цілеспрямоване світлове місце стає більшим, а ефективність різання знижується (наприклад, для лазера з низькою потужністю, m² ≈ 10-20) .
(3) . Стабільність потужності
Коли лазерна потужність коливається більш ніж на ± 5%, цілеспрямована щільність енергії стає нестабільною, що призводить до непослідовної глибини різання (наприклад, для 10 кВт волоконної лазерної коливання ± 100 Вт, це може вплинути на якість різання металів, що перевищує 5 мм) .
3. Механічна та точність управління рухом
(1) . Стабільність системи оптичного шляху
Механічна структура жорсткість: вібрація лазерної кронштейна та робочої статі повинна бути менше 50 мкм; В іншому випадку положення фокусування зміститься (наприклад, коли швидкість різання становить 10 м/хв, вібрація 100 мкМ спричинить відхилення передового краю) .
Система охолодження: Коли зміна температури лінзи/світловідбиваюче дзеркало перевищує 2 градуси, термічна деформація змінить фокусну відстань (система, що охолоджена водою або повітряне охолодження, повинна бути обладнана з точністю контролю температури ± 0 . 5 градусів).
(2) . Продуктивність системи динамічного фокусування
Швидкість фокусування відповіді: При різанні товстих матеріалів або вигнутих поверхонь механізм фокусування повинен завершити регулювання фокусної відстані протягом 50 мс (для різання волокон лазера 20 мм вуглецева сталь динамічна помилка фокусування повинна бути <± 0 . 1 мм).
Точність позиціонування Z-осі: Точність посібника з осі Z, керована сервомоторним двигуном, повинна досягти ± 0 . 01 мм, щоб уникнути відхилення висоти фокусування.
4. середовище та допоміжні фактори
(1) . Температура та вологість навколишнього середовища
Коли температура коливається більш ніж на 3 градуси /год, зміна показника заломлення повітря призводить до відхилення променя (доцільно зберегти температуру семінару на 25 ± 2 градусів); Коли вологість перевищує 70%, об'єктив схильний до запобігання, а осушувач повинен бути обладнаний .}
(2) . чистота повітря
Коли концентрація пилу перевищує 0 . 5 мг/м³, пил прилягає до поверхні об'єктива, в результаті чого втрата енергії перевищує 10% (встановіть пиловий покрив + очищувач повітря, і регулярно витерте об'єктив абсолютним етанолом).
(3) . Допоміжні перешкоди для газу
Коли тиск газу коливається більше, ніж 0 . 1mpa, потік газу може порушувати шлях променя (наприклад, при різанні киснем тиск газу повинен бути стабільним при 0.6-1.0 mPA); Коли газ містить вміст нафти та вологи перевищує 50 ppm, він забруднить об'єктив.
5. Параметр Параметр
(1) . Швидкість різання та фокусування
Коли швидкість різання занадто швидка (e . g . Швидкість різання для 10 мм вуглецевої сталі> 1 м/хв), фокус потрібно відрегулювати (перемістіть фокус на 0 . 5 мм), щоб уникнути накопичення шлаків; Якщо швидкість занадто повільна, фокус потрібно знизити, щоб розширити зону, ураженої теплом.
(2) . Стан поверхні матеріалу
Коли товщина оксидного шару або пляма нафти на поверхні матеріалу перевищує 50 мкм, лазерна відбивна здатність збільшується (наприклад, відбивна здатність іржавої сталевої пластини на 30% вище, ніж у гладкої сталевої пластини), і потрібно заздалегідь очистити або збільшити компенсацію потужності .}}}}
----- rayther laser camila wang