1. diskinis lazeris
Diskinio lazerio projektavimo koncepcijos pasiūlymas efektyviai išsprendė kietojo kūno lazerių šiluminio poveikio problemą ir pasiekė tobulą kietojo kūno lazerių didelės vidutinės galios, didelės maksimalios galios, didelio efektyvumo ir aukštos spindulio kokybės derinį. Diskiniai lazeriai tapo nepakeičiamu nauju lazerio šviesos šaltiniu apdirbimui automobilių, laivų, geležinkelių, aviacijos, energetikos ir kitose srityse. Dabartinė didelės galios diskinių lazerių technologija turi maksimalią 16 kilovatų galią ir 8 mm miliradianų spindulio kokybę, kuri leidžia atlikti robotų lazerinį nuotolinį suvirinimą ir didelio formato lazerinį greitąjį pjovimą, atverdama plačias kietojo kūno lazerių perspektyvas šioje srityje.didelio galingumo lazerinis apdorojimasProgramų rinka.
Diskinių lazerių privalumai:
1. Modulinė struktūra
Diskinis lazeris yra modulinės struktūros, todėl kiekvieną modulį galima greitai pakeisti vietoje. Aušinimo sistema ir šviesos kreiptuvo sistema yra integruotos su lazerio šaltiniu, todėl pasižymi kompaktiška konstrukcija, mažu plotu ir greitu montavimu bei derinimu.
2. Puiki spindulių kokybė ir standartizuota
Visų TRUMPF diskinių lazerių, kurių galia didesnė nei 2 kW, spindulio parametro sandauga (BPP) yra standartizuota ties 8 mm/mrad. Lazeris yra nepakeičiamas keičiant veikimo režimą ir suderinamas su visa TRUMPF optika.
3. Kadangi diskinio lazerio taško dydis yra didelis, kiekvieno optinio elemento optinis galios tankis yra mažas.
Optinio elemento dangos pažeidimo riba paprastai yra apie 500 MW/cm2, o kvarco – 2–3 GW/cm2. TRUMPF diskinio lazerio rezonansinės ertmės galios tankis paprastai yra mažesnis nei 0,5 MW/cm2, o jungiamojo pluošto galios tankis yra mažesnis nei 30 MW/cm2. Toks mažas galios tankis nepažeis optinių komponentų ir nesukels netiesinių efektų, taip užtikrinant veikimo patikimumą.
4. Priimti lazerio galios realaus laiko grįžtamojo ryšio valdymo sistemą.
Realaus laiko grįžtamojo ryšio valdymo sistema gali išlaikyti stabilią T formos detalę pasiekiančią galią, o apdorojimo rezultatai pasižymi puikiu pakartojamumu. Diskinio lazerio išankstinio įkaitinimo laikas beveik lygus nuliui, o reguliuojamas galios diapazonas yra nuo 1 % iki 100 %. Kadangi diskinis lazeris visiškai išsprendžia terminio lęšio efekto problemą, lazerio galia, taško dydis ir spindulio sklaidos kampas yra stabilūs visame galios diapazone, o spindulio bangos frontas neiškraipomas.
5. Optinį pluoštą galima prijungti ir naudoti, kol lazeris toliau veikia.
Kai sugenda tam tikras optinis pluoštas, keičiant jį, tereikia uždaryti optinio pluošto optinį kelią, neišjungiant, o kiti optiniai pluoštai gali toliau skleisti lazerio šviesą. Optinio pluošto keitimas yra paprastas, prijungiamas ir naudojamas, nereikia jokių įrankių ar lygiavimo reguliavimo. Prie įėjimo į gatvę yra dulkių nepraleidžiantis įtaisas, kuris griežtai neleidžia dulkėms patekti į optinių komponentų zoną.
6. Saugus ir patikimas
Apdorojimo metu, net jei apdorojamos medžiagos spinduliavimo koeficientas yra toks didelis, kad lazerio šviesa atsispindi atgal į lazerį, tai neturės jokios įtakos pačiam lazeriui ar apdorojimo efektui, taip pat nebus jokių apribojimų medžiagos apdorojimui ar pluošto ilgiui. Lazerio veikimo saugumui suteiktas Vokietijos saugos sertifikatas.
7. Siurbimo diodų modulis yra paprastesnis ir greitesnis
Ant pumpavimo modulio sumontuota diodų matrica taip pat yra modulinės konstrukcijos. Diodų matricų moduliai tarnauja ilgai ir jiems suteikiama 3 metų arba 20 000 valandų garantija. Prastovos nereikia, nesvarbu, ar tai planinis, ar neatidėliotinas keitimas dėl staigaus gedimo. Moduliui sugedus, valdymo sistema įjungia signalą ir automatiškai atitinkamai padidina kitų modulių srovę, kad lazerio išėjimo galia būtų pastovi. Vartotojas gali toliau dirbti dešimt ar net dešimtis valandų. Siurbimo diodų modulių keitimas gamybos vietoje yra labai paprastas ir nereikalauja operatoriaus mokymo.
Skaiduliniai lazeriai, kaip ir kiti lazeriai, sudaryti iš trijų dalių: stiprinimo terpės (legiruoto pluošto), kuri gali generuoti fotonus, optinės rezonansinės ertmės, kuri leidžia fotonams grįžti ir rezonansiškai sustiprinti stiprinimo terpėje, ir siurblio šaltinio, kuris sužadina fotonų perėjimus.
Savybės: 1. Optinis pluoštas pasižymi dideliu „paviršiaus ploto ir tūrio“ santykiu, geru šilumos išsklaidymo efektu ir gali veikti nuolat be priverstinio aušinimo. 2. Kaip bangolaidžio terpė, optinis pluoštas turi mažą šerdies skersmenį ir yra linkęs į didelį galios tankį pluošto viduje. Todėl šviesolaidiniai lazeriai pasižymi didesniu konversijos efektyvumu, žemesniu slenksčiu, didesniu stiprinimu ir siauresniu linijos plotiu, ir skiriasi nuo optinio pluošto. Ryšio nuostoliai yra maži. 3. Dėl gero optinių pluoštų lankstumo šviesolaidiniai lazeriai yra maži ir lankstūs, kompaktiškos struktūros, ekonomiški ir lengvai integruojami į sistemas. 4. Optinis pluoštas taip pat turi gana daug derinamų parametrų ir selektyvumo, todėl gali pasiekti gana platų derinimo diapazoną, gerą sklaidą ir stabilumą.
Pluošto lazerio klasifikacija:
1. Retųjų žemių legiruotas pluošto lazeris
2. Retųjų žemių elementai, legiruoti šiuo metu gana brandžiuose aktyviuosiuose optiniuose pluoštuose: erbis, neodimis, praseodimis, tulis ir iterbis.
3. Pluošto stimuliuojamo Ramano sklaidos lazerio santrauka: Pluošto lazeris iš esmės yra bangos ilgio keitiklis, galintis konvertuoti siurblio bangos ilgį į tam tikro bangos ilgio šviesą ir išvesti ją lazerio pavidalu. Fizikiniu požiūriu šviesos stiprinimo principas yra aprūpinti darbinę medžiagą šviesa, kurios bangos ilgį ji gali sugerti, kad darbinė medžiaga galėtų efektyviai sugerti energiją ir būti aktyvuota. Todėl, priklausomai nuo legiruojančios medžiagos, atitinkamas sugerties bangos ilgis taip pat skiriasi, o siurblio šviesos bangos ilgio reikalavimai taip pat skiriasi.
2.3 Puslaidininkinis lazeris
Puslaidininkinis lazeris buvo sėkmingai sužadintas 1962 m. ir 1970 m. pasiekė nepertraukiamą išvestį kambario temperatūroje. Vėliau, patobulinus, buvo sukurti dvigubi heterosandūros lazeriai ir juostinės struktūros lazeriniai diodai (lazeriniai diodai), kurie plačiai naudojami optinių skaidulų ryšiuose, optiniuose diskuose, lazeriniuose spausdintuvuose, lazeriniuose skaitytuvuose ir lazeriniuose rodyklėse (lazeriniuose rodyklėse). Šiuo metu jie yra labiausiai gaminami lazeriai. Lazerinių diodų privalumai: didelis efektyvumas, mažas dydis, lengvas svoris ir maža kaina. Visų pirma, kelių kvantinių šulinių tipo efektyvumas yra 20–40 %, o PN tipo – net kelis 15–25 %. Trumpai tariant, didelis energijos vartojimo efektyvumas yra didžiausias jo bruožas. Be to, jo nepertraukiamo išėjimo bangos ilgis apima diapazoną nuo infraraudonųjų spindulių iki matomos šviesos, o komercializuojami ir produktai, kurių optinio impulso išvestis siekia iki 50 W (impulso plotis 100 ns). Tai lazerio, kurį labai lengva naudoti kaip lidarą arba sužadinimo šviesos šaltinį, pavyzdys. Remiantis kietųjų kūnų energijos juostų teorija, puslaidininkinių medžiagų elektronų energijos lygmenys sudaro energijos juostas. Didelės energijos juosta yra laidumo juosta, mažos energijos juosta – valentinė juosta, o šias dvi juostas skiria draudžiama juosta. Kai į puslaidininkį įvestos nepusiausvyrinės elektronų ir skylių poros rekombinuojasi, išlaisvinta energija spinduliuoja liuminescencijos pavidalu – krūvininkų rekombinacine liuminescencija.
Puslaidininkinių lazerių privalumai: mažas dydis, lengvas svoris, patikimas veikimas, mažos energijos sąnaudos, didelis efektyvumas ir kt.
2.4YAG lazeris
YAG lazeris yra lazerio matrica, pasižyminti puikiomis visapusiškomis savybėmis (optika, mechanika ir šiluma). Kaip ir kitų kietojo kūno lazerių, pagrindinių YAG lazerių komponentų yra lazerio darbinė medžiaga, kaupinimo šaltinis ir rezonansinė ertmė. Tačiau dėl skirtingų kristale legiruotų aktyvuotų jonų tipų, skirtingų kaupinimo šaltinių ir kaupinimo metodų, skirtingų naudojamų rezonansinės ertmės struktūrų ir kitų funkcinių struktūrinių įtaisų, YAG lazerius galima suskirstyti į daugelį tipų. Pavyzdžiui, pagal išėjimo bangos formą juos galima suskirstyti į nuolatinės bangos YAG lazerį, pakartotinio dažnio YAG lazerį ir impulsinį lazerį ir kt.; pagal veikimo bangos ilgį juos galima suskirstyti į 1,06 μm YAG lazerį, dvigubo dažnio YAG lazerį, Ramano dažnio poslinkio YAG lazerį ir derinamą YAG lazerį ir kt.; pagal legiravimą skirtingų tipų lazerius galima suskirstyti į Nd:YAG lazerius, Ho, Tm, Er ir kt. legiruotus YAG lazerius; pagal kristalo formą jie skirstomi į strypo formos ir plokštės formos YAG lazerius; pagal skirtingą išėjimo galią juos galima suskirstyti į didelės galios ir mažos bei vidutinės galios. YAG lazeris ir kt.
Kietojo metalo YAG lazerinio pjovimo staklės išplečia, atspindi ir sufokusuoja impulsinį 1064 nm bangos ilgio lazerio spindulį, o tada spinduliuoja ir kaitina medžiagos paviršių. Paviršiaus šiluma pasklinda į vidų per šilumos laidumą, o lazerio impulso plotis, energija, didžiausia galia ir pasikartojimas yra tiksliai valdomi skaitmeniniu būdu. Dažnis ir kiti parametrai gali akimirksniu išlydyti, išgarinti ir garinti medžiagą, taip užtikrinant iš anksto nustatytų trajektorijų pjovimą, suvirinimą ir gręžimą CNC sistemoje.
Savybės: Ši mašina pasižymi gera spindulio kokybe, dideliu efektyvumu, maža kaina, stabilumu, saugumu, didesniu tikslumu ir patikimumu. Ji sujungia pjovimo, suvirinimo, gręžimo ir kitas funkcijas į vieną, todėl tai ideali tiksli ir efektyvi lanksti apdirbimo įranga. Didelis apdorojimo greitis, didelis efektyvumas, gera ekonominė nauda, maži tiesūs plyšiai, lygus pjovimo paviršius, didelis gylio ir skersmens santykis bei minimalus kraštinių ir pločio santykis dėl šiluminės deformacijos, todėl galima apdirbti įvairias medžiagas, tokias kaip kietos, trapios ir minkštos. Apdorojimo metu nėra įrankių susidėvėjimo ar keitimo problemų, nėra mechaninių pokyčių. Lengva automatizuoti. Galima apdirbti specialiomis sąlygomis. Siurblio našumas yra didelis, iki maždaug 20 %. Didėjant efektyvumui, lazerio terpės šiluminė apkrova mažėja, todėl spindulys labai pagerėja. Jis pasižymi ilgu tarnavimo laiku, dideliu patikimumu, mažu dydžiu ir lengvumu, todėl tinka miniatiūrizacijos taikymams.
Pritaikymas: Tinka metalinių medžiagų, tokių kaip anglinis plienas, nerūdijantis plienas, legiruotas plienas, aliuminis ir lydiniai, varis ir lydiniai, titanas ir lydiniai, nikelio-molibdeno lydiniai ir kitos medžiagos, lazeriniam pjovimui, suvirinimui ir gręžimui. Plačiai naudojamas aviacijos, kosmoso, ginklų, laivų, naftos chemijos, medicinos, instrumentavimo, mikroelektronikos, automobilių ir kitose pramonės šakose. Pagerinama ne tik apdorojimo kokybė, bet ir darbo efektyvumas; be to, YAG lazeris taip pat gali būti tikslus ir greitas mokslinių tyrimų metodas.
Palyginti su kitais lazeriais:
1. YAG lazeris gali veikti tiek impulsiniu, tiek nuolatiniu režimu. Jo impulsų išvestis gali gauti trumpus ir itin trumpus impulsus, naudojant Q perjungimo ir režimo fiksavimo technologijas, todėl jo apdorojimo diapazonas yra didesnis nei CO2 lazerių.
2. Jo išėjimo bangos ilgis yra 1,06 μm, tai yra lygiai vienu dydžio eilės mažesniu nei CO2 lazerio bangos ilgis, kurio bangos ilgis yra 10,06 μm, todėl jis pasižymi dideliu sujungimo su metalu efektyvumu ir geru apdorojimo našumu.
3. YAG lazeris yra kompaktiškos konstrukcijos, lengvas, lengvai ir patikimai naudojamas ir nereikalauja daug priežiūros.
4. YAG lazeris gali būti sujungtas su optiniu pluoštu. Laiko ir galios dalijimo multiplekso sistemos pagalba vienas lazerio spindulys gali būti lengvai perduodamas į kelias darbo stotis arba nuotolines darbo stotis, o tai palengvina lazerinio apdorojimo lankstumą. Todėl renkantis lazerį reikia atsižvelgti į įvairius parametrus ir savo konkrečius poreikius. Tik tokiu būdu lazeris gali pasiekti maksimalų efektyvumą. „Xinte Optoelectronics“ tiekiami impulsiniai Nd:YAG lazeriai tinka pramoniniam ir moksliniam naudojimui. Patikimi ir stabilūs impulsiniai Nd:YAG lazeriai užtikrina iki 1,5 J impulsų išvestį esant 1064 nm bangos ilgiui ir iki 100 Hz pasikartojimo dažniui.
Įrašo laikas: 2024 m. gegužės 17 d.
