1. laser cu disc
Propunerea conceptului de design Disc Laser a rezolvat eficient problema efectului termic al laserelor în stare solidă și a realizat combinația perfectă între putere medie ridicată, putere de vârf ridicată, eficiență ridicată și calitate ridicată a fasciculului laserelor în stare solidă. Laserele cu disc au devenit o nouă sursă de lumină laser de neînlocuit pentru procesare în domeniile automobilelor, navelor, căilor ferate, aviației, energiei și altor domenii. Tehnologia actuală a laserelor cu disc de mare putere are o putere maximă de 16 kilowați și o calitate a fasciculului de 8 mm miliradiani, ceea ce permite sudarea laser robotizată de la distanță și tăierea cu laser de mare viteză de format mare, deschizând perspective largi pentru laserele în stare solidă în domeniul...procesare cu laser de mare puterePiața aplicațiilor.
Avantajele laserelor cu disc:
1. Structură modulară
Laserul cu disc adoptă o structură modulară, iar fiecare modul poate fi înlocuit rapid la fața locului. Sistemul de răcire și sistemul de ghidare a luminii sunt integrate cu sursa laser, având o structură compactă, dimensiuni reduse și instalare și depanare rapide.
2. Calitate excelentă a fasciculului și standardizare
Toate laserele cu disc TRUMPF de peste 2 kW au un produs al parametrilor fasciculului (BPP) standardizat la 8 mm/mrad. Laserul este invariabil la schimbările modului de funcționare și este compatibil cu toate optica TRUMPF.
3. Deoarece dimensiunea spotului în laserul cu disc este mare, densitatea de putere optică suportată de fiecare element optic este mică.
Pragul de deteriorare al stratului de acoperire al elementului optic este de obicei de aproximativ 500 MW/cm2, iar pragul de deteriorare al cuarțului este de 2-3 GW/cm2. Densitatea de putere în cavitatea rezonantă a laserului cu disc TRUMPF este de obicei mai mică de 0,5 MW/cm2, iar densitatea de putere pe fibra de cuplare este mai mică de 30 MW/cm2. O astfel de densitate de putere scăzută nu va deteriora componentele optice și nu va produce efecte neliniare, asigurând astfel fiabilitatea operațională.
4. Adoptă un sistem de control al feedback-ului în timp real al puterii laserului.
Sistemul de control cu feedback în timp real poate menține stabilă puterea care ajunge la piesa în T, iar rezultatele procesării au o repetabilitate excelentă. Timpul de preîncălzire al laserului cu disc este aproape zero, iar intervalul de putere reglabil este de 1%–100%. Deoarece laserul cu disc rezolvă complet problema efectului de lentilă termică, puterea laserului, dimensiunea spotului și unghiul de divergență al fasciculului sunt stabile în întregul interval de putere, iar frontul de undă al fasciculului nu suferă distorsiuni.
5. Fibra optică poate fi conectată la rețeaua electrică în timp ce laserul continuă să funcționeze.
Când o anumită fibră optică se defectează, la înlocuirea acesteia, trebuie doar să închideți calea optică a fibrei optice fără a o opri, iar celelalte fibre optice pot continua să emită lumină laser. Înlocuirea fibrei optice este ușor de utilizat, se conectează și se folosește automat, fără a fi nevoie de unelte sau de ajustare a alinierii. Există un dispozitiv anti-praf la intrarea pe stradă pentru a preveni cu strictețe pătrunderea prafului în zona componentelor optice.
6. Sigur și fiabil
În timpul procesării, chiar dacă emisivitatea materialului procesat este atât de mare încât lumina laser este reflectată înapoi în laser, acest lucru nu va avea niciun efect asupra laserului în sine sau asupra efectului de procesare și nu vor exista restricții privind procesarea materialului sau lungimea fibrei. Siguranța funcționării laserului a fost acordată cu certificatul de siguranță german.
7. Modulul diodei de pompare este mai simplu și mai rapid
Rețeaua de diode montată pe modulul de pompare este, de asemenea, de construcție modulară. Modulele cu rețea de diode au o durată lungă de viață și sunt garantate timp de 3 ani sau 20.000 de ore. Nu este necesară nicio perioadă de nefuncționare, indiferent dacă este vorba de o înlocuire planificată sau de o înlocuire imediată din cauza unei defecțiuni bruște. Când un modul se defectează, sistemul de control va declanșa o alarmă și va crește automat curentul celorlalte module în mod corespunzător pentru a menține constantă puterea de ieșire a laserului. Utilizatorul poate continua să lucreze timp de zece sau chiar zeci de ore. Înlocuirea modulelor cu diode de pompare la locul de producție este foarte simplă și nu necesită instruire pentru operatori.
Laserele cu fibră, la fel ca alte lasere, sunt compuse din trei părți: un mediu de amplificare (fibră dopată) care poate genera fotoni, o cavitate rezonantă optică care permite fotonilor să fie retroalimentați și amplificați rezonant în mediul de amplificare și o sursă de pompare care excită tranzițiile fotonice.
Caracteristici: 1. Fibra optică are un raport „suprafață/volum” ridicat, un efect bun de disipare a căldurii și poate funcționa continuu fără răcire forțată. 2. Ca mediu de ghidare a undă, fibra optică are un diametru mic al miezului și este predispusă la o densitate mare de putere în interiorul fibrei. Prin urmare, laserele cu fibră au o eficiență de conversie mai mare, un prag mai mic, un câștig mai mare și o lățime de linie mai îngustă și sunt diferite de fibra optică. Pierderea de cuplare este mică. 3. Deoarece fibrele optice au o flexibilitate bună, laserele cu fibră sunt mici și flexibile, compacte ca structură, eficiente din punct de vedere al costurilor și ușor de integrat în sisteme. 4. Fibra optică are, de asemenea, o gamă destul de largă de parametri reglabili și selectivitate și poate obține o gamă de reglare destul de largă, o dispersie și o stabilitate bune.
Clasificarea laserelor cu fibră:
1. Laser cu fibră dopată cu pământuri rare
2. Elemente de pământuri rare dopate în fibre optice active relativ mature în prezent: erbiu, neodim, praseodim, tuliu și yterbiu.
3. Rezumatul laserului de împrăștiere Raman stimulat cu fibră: Laserul cu fibră este în esență un convertor de lungime de undă, care poate converti lungimea de undă a pompei în lumină de o anumită lungime de undă și o poate emite sub formă de laser. Din punct de vedere fizic, principiul generării amplificării luminii este de a furniza materialului de lucru lumină de o lungime de undă pe care acesta o poate absorbi, astfel încât materialul de lucru să poată absorbi eficient energia și să fie activat. Prin urmare, în funcție de materialul de dopare, lungimea de undă de absorbție corespunzătoare este, de asemenea, diferită, iar cerințele pompei pentru lungimea de undă a luminii sunt, de asemenea, diferite.
2.3 Laser semiconductor
Laserul semiconductor a fost excitat cu succes în 1962 și a atins o putere de ieșire continuă la temperatura camerei în 1970. Ulterior, după îmbunătățiri, au fost dezvoltate lasere cu heterojoncțiune dublă și diode laser cu structură în bandă (diode laser), care sunt utilizate pe scară largă în comunicațiile prin fibră optică, discurile optice, imprimantele laser, scanerele laser și indicatoarele laser (indicatoare laser). Acestea sunt în prezent cele mai produse lasere. Avantajele diodelor laser sunt: eficiență ridicată, dimensiuni reduse, greutate redusă și preț redus. În special, eficiența tipului cu sonde cuantice multiple este de 20~40%, iar cea a tipului PN atinge și ea 15%~25%. Pe scurt, eficiența energetică ridicată este cea mai mare caracteristică a sa. În plus, lungimea de undă de ieșire continuă acoperă intervalul de la infraroșu la lumina vizibilă, iar produse cu o putere de ieșire a impulsurilor optice de până la 50W (lățime a impulsului 100ns) au fost, de asemenea, comercializate. Este un exemplu de laser foarte ușor de utilizat ca lidar sau sursă de lumină de excitație. Conform teoriei benzilor de energie a solidelor, nivelurile de energie ale electronilor din materialele semiconductoare formează benzi de energie. Cea cu energie ridicată este banda de conducție, cea cu energie scăzută este banda de valență, iar cele două benzi sunt separate de banda interzisă. Când perechile electron-gol de dezechilibru introduse în semiconductor se recombină, energia eliberată este radiată sub formă de luminescență, care este luminescența de recombinare a purtătorilor de electron.
Avantajele laserelor semiconductoare: dimensiuni reduse, greutate redusă, funcționare fiabilă, consum redus de energie, eficiență ridicată etc.
2.4Laser YAG
Laserul YAG, un tip de laser, este o matrice laser cu proprietăți complete excelente (optice, mecanice și termice). La fel ca alte lasere solide, componentele de bază ale laserelor YAG sunt materialul de lucru al laserului, sursa de pompare și cavitatea rezonantă. Cu toate acestea, datorită diferitelor tipuri de ioni activați dopați în cristal, diferitelor surse de pompare și metode de pompare, diferitelor structuri ale cavității rezonante utilizate și altor dispozitive structurale funcționale utilizate, laserele YAG pot fi împărțite în mai multe tipuri. De exemplu, în funcție de forma de undă de ieșire, acestea pot fi împărțite în lasere YAG cu undă continuă, lasere YAG cu frecvență repetată și lasere cu impulsuri etc.; în funcție de lungimea de undă de funcționare, acestea pot fi împărțite în lasere YAG de 1,06 μm, lasere YAG cu frecvență dublată, lasere YAG cu frecvență deplasată Raman și lasere YAG reglabile etc.; în funcție de dopare, diferite tipuri de lasere pot fi împărțite în lasere Nd:YAG, lasere YAG dopate cu Ho, Tm, Er etc.; în funcție de forma cristalului, acestea sunt împărțite în lasere YAG în formă de tijă și în formă de placă. În funcție de diferitele puteri de ieșire, acestea pot fi împărțite în putere mare și putere mică și medie. Laser YAG etc.
Mașina de tăiere cu laser YAG solid extinde, reflectă și focalizează fasciculul laser pulsat cu o lungime de undă de 1064 nm, apoi radiază și încălzește suprafața materialului. Căldura de la suprafață se difuzează în interior prin conducție termică, iar lățimea, energia, puterea de vârf și repetiția impulsului laser sunt controlate digital cu precizie. Frecvența și alți parametri pot topi, vaporiza și evapora instantaneu materialul, realizând astfel tăierea, sudarea și găurirea pe traiectorii predeterminate prin intermediul sistemului CNC.
Caracteristici: Această mașină are o calitate bună a fasciculului, eficiență ridicată, cost redus, stabilitate, siguranță, precizie sporită și fiabilitate ridicată. Integrează tăierea, sudarea, găurirea și alte funcții într-una singură, ceea ce o face un echipament ideal de prelucrare precisă și eficientă, flexibilă. Viteză mare de prelucrare, eficiență ridicată, beneficii economice bune, fante mici cu muchii drepte, suprafață de tăiere netedă, raport adâncime-diametru mare și raport aspect-lățime minim prin deformare termică, putând fi prelucrată pe diverse materiale, cum ar fi dure, fragile și moi. Nu există probleme de uzură sau înlocuire a sculelor în timpul procesării și nu există modificări mecanice. Este ușor de realizat automatizarea. Poate realiza prelucrarea în condiții speciale. Eficiența pompei este ridicată, până la aproximativ 20%. Pe măsură ce eficiența crește, sarcina termică a mediului laser scade, astfel încât fasciculul este mult îmbunătățit. Are o durată lungă de viață, fiabilitate ridicată, dimensiuni reduse și greutate redusă și este potrivită pentru aplicații de miniaturizare.
Aplicație: Potrivit pentru tăierea cu laser, sudarea și găurirea materialelor metalice: cum ar fi oțel carbon, oțel inoxidabil, oțel aliat, aluminiu și aliaje, cupru și aliaje, titan și aliaje, aliaje de nichel-molibden și alte materiale. Utilizat pe scară largă în aviație, aerospațială, armament, nave, petrochimie, medical, instrumentație, microelectronică, automobile și alte industrii. Nu numai că se îmbunătățește calitatea procesării, dar și eficiența muncii; în plus, laserul YAG poate oferi, de asemenea, o metodă de cercetare precisă și rapidă pentru cercetarea științifică.
Comparativ cu alte lasere:
1. Laserul YAG poate funcționa atât în mod pulsat, cât și în mod continuu. Ieșirea sa în impulsuri poate obține impulsuri scurte și ultra-scurte prin tehnologia de comutare Q și blocare a modului, ceea ce face ca gama sa de procesare să fie mai mare decât cea a laserelor CO2.
2. Lungimea de undă de ieșire este de 1,06 µm, care este cu exact un ordin de mărime mai mică decât lungimea de undă a laserului CO2 de 10,06 µm, deci are o eficiență ridicată de cuplare cu metalul și performanțe bune de procesare.
3. Laserul YAG are o structură compactă, greutate redusă, utilizare ușoară și fiabilă și necesită puține întreținere.
4. Laserul YAG poate fi cuplat cu fibră optică. Cu ajutorul sistemelor multiplex cu diviziune în timp și putere, un fascicul laser poate fi transmis cu ușurință către mai multe stații de lucru sau stații de lucru la distanță, ceea ce facilitează flexibilitatea procesării cu laser. Prin urmare, atunci când selectați un laser, trebuie să luați în considerare diverși parametri și propriile nevoi reale. Numai în acest fel, laserul își poate atinge eficiența maximă. Laserele Nd:YAG pulsate furnizate de Xinte Optoelectronics sunt potrivite pentru aplicații industriale și științifice. Laserele Nd:YAG pulsate fiabile și stabile oferă o putere de ieșire a impulsurilor de până la 1,5 J la 1064 nm cu rate de repetiție de până la 100 Hz.
Data publicării: 17 mai 2024
