레이저 커팅 머신의 빔 제어에서 초점 효과에 영향을 미치는 핵심 요소
1. 광학 요소 특성 및 매개 변수
(1) . 포커스 렌즈 재료 및 성능
재료 선택 :
실리콘 유리 : 자외선 레이저에 적합합니다 (고 에너지, 낮은 흡수에 대한 내성) .
실리콘/게르 늄 크리스탈 : COS 레이저 (10 . 6μm 파장, 고 적외선 투과율)에 적합).
융합 실리카 : 섬유 레이저에 적합합니다 (1 . 06μm 파장, 우수한 열 안정성).
주요 매개 변수 :
초점 길이 : 초점 길이가 짧을수록 스팟 직경이 작습니다 (스팟 직경 ≈ 1 . 22 × 파장 × 초점 길이 / 렌즈 직경)이지만 초점 깊이 (초점 선명도 범위)는 얕게되어 얇은 재료 절단에 적합합니다. 긴 초점 길이는 두꺼운 재료에 적합하여 재료 표면 기복으로 인한 초점 이동을 피합니다.
렌즈 직경 : 직경이 클수록 집중 능력이 강할수록 에너지 밀도가 높아지지만 광학 시스템의 부피가 증가합니다 ..
(2) . 반사기의 정확도 및 코팅
표면 평탄도 : 반사기의 표면 거칠기는<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="">
코팅 공정 :
Co₂ 레이저 반사기 : 금 코팅 (반사율> 98%) .
섬유 레이저 반사기 : 고 반사 코팅 (반사율> 99 . 5%)은 에너지 손실을 줄입니다.
2. 레이저 소스의 빔 품질
(1) . 레이저 파장
파장이 짧을수록 집중된 광 지점의 직경이 작을수록 (예 : λ=0.355 μm을 갖는 자외선 레이저의 경우, 집중된 빛 스팟은 10 μm보다 작을 수 있습니다. 정밀 처리에 적합합니다. λ= 10.6 μm 인 코= 10.6 μm의 코스 레이저의 경우 일반적으로> 50 μm 및 then m and and the ever. 하단) .
(2) . 빔 모드 (m² 계수)
기본 모드 (tem :) : 빔 에너지는 가우스 패턴으로 분포되며, 집중된 빛 반점은 둥글고 집중된 에너지 (m²=1), 예 : 고출력 섬유 레이저 .입니다.
고차 모드 (TEMMN) : 에너지 분포가 분산되고, 집중된 조명 지점이 커지고, 절단 효율이 줄어 듭니다 (예 : 저전력 Co₂ 레이저의 경우 m² ≈ 10-20) .
(3) . 전력 안정성
레이저 전력이 ± 5%이상 변동하면 집중된 에너지 밀도가 불안정 해져서 절단 깊이가 일관되지 않게됩니다 (예 : ± 100W의 10kW 섬유 레이저 전력 변동의 경우 5mm보다 큰 금속의 절단 품질에 영향을 줄 수 있습니다.
3. 기계 및 모션 제어 정확도
(1) . 광 경로 시스템의 안정성
기계적 구조 강성 : 레이저 헤드 브래킷 및 작업 테이블의 진동은 50 μm 미만이어야합니다. 그렇지 않으면 초점 위치가 이동합니다 (예 : 절단 속도가 10m/분일 때 100 μm 진동으로 인해 최첨단 편차가 발생합니다) ..
냉각 시스템 : 렌즈/반사 미러의 온도 변화가 2도를 초과하면 열 변형이 초점 길이를 변경합니다 (온도 제어 정확도는 ± 0 . 5도)와 함께 수냉식 또는 공냉식 시스템을 장착해야합니다.
(2) . 동적 포커싱 시스템의 성능
초점 응답 속도 : 두꺼운 재료 또는 곡선 표면을자를 때 초점 메커니즘은 50mm 이내에 초점 길이 조정을 완료해야합니다 (파이버 레이저를 20mm 카본 스틸 절단의 경우 동적 초점 오차는 <± 0 . 1 mm)이어야합니다.
Z 축 위치 정확도 : 서보 모터로 구동되는 z 축 안내서의 정밀도는 높이 편차에 초점을 두지 않기 위해 ± 0 . 01 mm에 도달해야합니다.
4. 환경 및 지원 요인
(1) . 환경 온도 및 습도
온도가 3도 /h 이상 변동될 때, 공기 굴절률의 변화는 빔을 벗어나게한다 (워크샵 온도를 25 ± 2 도로 유지하는 것이 좋습니다). 습도가 70%를 초과하면 렌즈는 포그 깅이 발생하며 제습기에는 장비가 장착되어 있어야합니다 ({4}}
(2) . 공기 청결
먼지 농도가 0 . 5mg/m³보다 큰 경우, 먼지는 렌즈 표면에 부착되어 에너지 손실이 10%를 초과합니다 (먼지 덮개 + 공기 청정기를 설치하고 렌즈를 절대 에탄올로 정기적으로 닦아냅니다).
(3) . 보조 가스 간섭
가스 압력이 0 . 1mpa 이상으로 변동하면 가스 흐름은 빔 경로를 방해 할 수 있습니다 (예 : 산소로 절단 할 때 가스 압력은 0.6-1.0 MPa에서 안정해야합니다. 가스에 오일과 수분 함량이 50ppm을 초과하면 렌즈가 오염됩니다.
5. 프로세스 매개 변수 일치
(1) . 절단 속도 및 초점 위치
절단 속도가 너무 빠르면 (e . g . 10mm 카본 스틸> 1m/min의 절단 속도), 초점을 조정해야합니다 (초점을 0 . 5mm로 이동) 슬래그 축적을 피하십시오. 속도가 너무 느리면 열 영향 구역을 확장하기 위해 초점을 낮추어야합니다.
(2) . 재료 표면 조건
재료 표면의 산화물 층 또는 오일 얼룩의 두께가 50μm보다 클 때, 레이저 반사율은 증가합니다 (예 : 녹슬 으면 스틸 플레이트의 반사율은 매끄러운 스틸 플레이트의 반사율보다 30% 높음).
----- Rayther Laser Camila Wang