Ta strona wykorzystuje pliki cookie, aby zapewnić najlepsze doświadczenie użytkownika. Na naszej stronie wykorzystujemy pliki cookie Google Analytics, aby zbierać anonimowe informacje na temat ruchu na stronie, takie jak liczba odwiedzających i sposoby, w jakie przeglądają oni naszą stronę. Te informacje pomagają nam ulepszać naszą stronę i dostarczać lepsze treści dla naszych użytkowników. Kontynuując przeglądanie tej strony, wyrażasz zgodę na wykorzystanie plików cookie zgodnie z naszą polityką prywatności.

17 lat doświadczenia w obszarze zgrzewania i czyszczenia spoin stali nierdzewnych

Optyka w wycinarkach laserowych Fiber

Głowicy wycinarki laserowej - Soczewka kolimacyjna i skupiająca

Wprowadzenie

Laser światłowodowy to laser na ciele stałym, który wykorzystuje monolityczną konstrukcję zapewniającą wysoką wydajność, jednomodowe wyjście i wysoką jakość wiązki. Światło lasera światłowodowego jest tworzone przez szereg diod, w których światło jest kierowane i wzmacniane przez kabel światłowodowy w sposób podobny do używanego do przesyłania danych. Laser prowadzony jest w rdzeniu światłowodu, a ponieważ długość jego oddziaływania jest tak duża, doświadcza bardzo dużego wzmocnienia. Kiedy wzmocnione światło opuszcza światłowód, jest prostowane (kolimowane), a następnie ogniskowane przez soczewkę na materiale, który ma zostać przecięty. Wykorzystanie wycinarek laserowych światłowodowych (np. Trumpf, Bystronic, głowice Precitec) w przemyśle obróbki metali do zastosowań związanych z cięciem staje się coraz bardziej popularne ze względu na zalety w porównaniu z innymi technologiami laserowymi. Lasery światłowodowe doskonale radzą sobie z cięciem metali cieńszych niż 3 mm. Czasy obróbki cienkich metali są szybsze niż lasery CO2 przy porównywalnej jakości krawędzi.

Głowicy wycinarki laserowej - Soczewka kolimacyjna i skupiająca

Wyjściowy zespół optyczny systemu dostarczania wiązki światłowodowej składa się zwykle z soczewki kolimacyjnej, soczewki skupiającej i szkiełka ochronnego. Soczewki optyczne znajdujące się w głowicy do cięcia laserem światłowodowym są wykonane ze stopionej krzemionki i są specjalnie powlekane, aby zminimalizować absorpcję i zmaksymalizować przepuszczalność wiązki laserowej o długości fali 1064 nm na blachę.

Soczewka kolimacyjna

Soczewka kolimacyjna przechwytuje silnie rozbieżny sygnał wyjściowy ze światłowodu i tworzy równoległą (skolimowaną) wiązkę o zmniejszonej rozbieżności, umożliwiając uzyskanie umiarkowanych odległości propagacji.

Często zachodzi konieczność przekształcenia światła wychodzącego ze światłowodu w wiązkę kolimowaną w wolnej przestrzeni. W zasadzie do tego celu wystarczy zwykła soczewka kolimacyjna (patrz grafika poniżej). Jednak koniec włókna musi być mocno zamocowany w odległości od soczewki, która jest w przybliżeniu równa ogniskowej. W praktyce często wygodnie jest to robić za pomocą kolimatora światłowodowego. Istnieją dwa różne podstawowe typy takich urządzeń, różniące się sposobem montażu włókna światłowodu:

  • Niektóre mogą być bezpośrednio przymocowane do gołych włókien. Jest to najtańsze i najbardziej kompaktowe rozwiązanie, ale taki kolimator światłowodowy jest mniej lub bardziej na stałe przymocowany do światłowodu.
  • Inne kolimatory światłowodowe posiadają interfejs mechaniczny ze złączem światłowodowym, np. typu FC lub SMA; nie są przeznaczone do użytku z gołymi włóknami. Taki kolimator można łatwo podłączyć i zdjąć ze złączonego światłowodu.

Ten sam rodzaj urządzenia może być również używany do wypuszczania światła ze skolimowanej wiązki na światłowód lub do sprzężenia między włóknami: światło z pierwszego włókna jest kolimowane za pomocą kolimatora światłowodowego, a następnie ogniskowane w drugim włóknie przez inny kolimator. Zasadniczo złącza światłowodowe mogą być postrzegane jako naturalny interfejs między światłowodami a optyką wolnej przestrzeni.

Budowa głowicy wycinarki laserowej (np. Trumpf, Bystronic, głowice Precitec)

Soczewka skupiająca

Podobnie jak w przypadku innych systemów laserowych do obróbki metali, główną rolą soczewki skupiającej jest skoncentrowanie energii wyjściowej wiązki laserowej w punkcie znajdującym się w określonej odległości (ogniskowej) - w zależności od zastosowania. Ogniskowa - określona przez promień krzywizny soczewki - jest najważniejszą cechą soczewki skupiającej.

Pierwsza soczewka (soczewka kolimująca - L1) pobiera szybko rozbiegającą się wiązkę z wylotu światłowodu i prostuje ją, czyli kolimuje. Soczewka ta powinna być umieszczona w odległości dokładnie równej jej ogniskowej od strony wyjścia światłowodu. W przeciwnym razie wiązka nie zostanie skolimowana, a konwencja obrazowania opisana powyżej jest nieważna. Druga soczewka (soczewka skupiająca - L2) działa jako obiektyw i skupia wiązkę, tworząc obraz czoła włókna.

Soczewka skupiająca w światłowodowych wycinarkach laserowych (Trumpf, Precitec, Bystronic)

Szkiełka ochronne

Zanieczyszczenie soczewki skupiającej jest jedną z głównych przyczyn słabej wydajności lasera i potencjalnych przestojów w jego pracy. Żaden system dysz nie jest doskonały i niektóre zanieczyszczenia, opary lub odpryski mogą czasami dotrzeć do soczewki.

Taka sytuacja ma miejsce w przypadku wielu systemów laserowych dużej mocy, w tym wycinarek laserowych światłowodowych (np. Trumpf, Bystronic, głowice Precitec). Soczewki kolimacyjne, a także soczewki skupiające obecne w głowicach do cięcia laserem światłowodowym są bardzo wrażliwe na wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia. Z tego powodu większość systemów laserów światłowodowych wykorzystuje szkiełka ochronne chroniące soczewkę skupiającą przed zanieczyszczeniem. Szkiełko ochronne jest umieszczone przed soczewką skupiającą i służy jako bariera między soczewką a blachą. Szkiełka ochronne są najczęściej zużywanym elementem optycznym w światłowodowych systemach laserowych.

Tak zwane szkiełka ochronne to ostatni element optyczny, który należy zastosować przed obszarem roboczym - chronią wysokiej jakości optykę laserową przed rozpryskami materiału.

W większości przypadków szkiełka ochronne są dostępne w różnych wariantach wymiarowych, przy zapewnieniu najwyższych wymagań dotyczących wyglądu powierzchni i jej jakości. Szkiełka są również pokryte powłoką antyrefleksyjną dla wiązki laserowej.

Konstrukcja głowicy wycinarki laserowej Fiber (np. Bystronic, Trumpf, głowice Precitec)

Zapraszamy do kontaktu!

Firma GJG SYSTEM oferuje części do wycinarek laserowych CO2 i Fiber takich producentów jak: TRUMPF, BYSTRONIC, PRECITEC, ADIGE BLM, AMADA, MAZAK, KIMLA, ECKERT, LVD, MITSUBISHI, PRIMA POWER, SALVAGNINI i innych. Zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą szkiełek ochronnych oraz dysz miedzianych i porcelanek.

Można skontaktować się z nami drogą telefoniczną lub mailową: