Лазерная технология лежит в основе станков для резки волоконным лазером с ЧПУ, обеспечивая их точность, эффективность и универсальность. Понимание тонкостей лазерной технологии помогает оценить ее применение и преимущества в современном производстве.
Как работает лазерная технология?
Волоконные лазеры используют другой механизм по сравнению с традиционными CO2-лазерами. Вот разбивка того, как они функционируют:
Лазерная генерация
Лазерный луч в волоконном лазере генерируется через активную усиливающую среду, обычно оптическое волокно, легированное редкоземельными элементами, такими как иттербий, эрбий или неодим. Диодные лазеры накачивают энергию в волокно, возбуждая легированные атомы.
Усиление света
Возбужденные атомы внутри легированного волокна испускают фотоны, которые затем усиливаются через сердцевину волокна. Структура волокна обеспечивает минимальные потери и высокую эффективность передачи света.
Доставка луча
Усиленный свет подается по гибким оптоволоконным кабелям на режущую головку. Такая гибкость обеспечивает легкую интеграцию в системы ЧПУ и точную доставку лазерного луча на поверхность материала.
Фокусировка луча
Внутри режущей головки лазерный луч проходит через ряд линз, которые фокусируют его в тонкую точку. Этот сфокусированный луч способен передавать высокую плотность мощности на очень небольшую площадь, обеспечивая точную резку.
Взаимодействие материалов
Когда сфокусированный лазерный луч взаимодействует с материалом, он нагревает и плавит или испаряет материал на пути резки. Вспомогательные газы, такие как кислород или азот, часто используются для выдувания расплавленного материала и повышения качества резки.
Преимущества волоконной лазерной технологии
Волоконные лазеры достигают очень высокой плотности мощности за счет фокусировки луча в небольшое пятно. Это позволяет им быстро и эффективно резать толстые и прочные материалы. Они имеют превосходное качество луча с низкой расходимостью и высокой когерентностью. Это приводит к более точному резу и меньшему количеству отходов материала. Волокно сохраняет стабильный и постоянный профиль луча.
Эти лазеры очень эффективны, преобразуя большую часть электрической энергии в энергию лазера. Это снижает эксплуатационные расходы и энергопотребление, делая их экономичными в эксплуатации. Их твердотельная природа означает меньшее количество движущихся частей и герметичную конструкцию. Это сводит к минимуму воздействие пыли и загрязнений, что приводит к снижению потребности в техническом обслуживании и повышению надежности.
Источники волоконного лазера компактны и легко интегрируются в различные типы режущих станков и систем ЧПУ. Их небольшая занимаемая площадь является преимуществом в производственных условиях с ограниченным пространством. Они могут резать широкий спектр материалов, включая такие металлы, как сталь, алюминий, латунь и медь. Они также эффективно режут полимеры и композиты благодаря регулируемой длине волны и мощности.
Применение волоконной лазерной технологии при резке с ЧПУ
Волоконные лазеры находят широкое применение при резке металлов в различных отраслях промышленности. Например, в автомобильной, аэрокосмической и обрабатывающей промышленности, где обрабатываются как тонкие, так и толстые листы металла с высокой точностью и скоростью. Их точность и способность концентрироваться на очень небольших участках делают их идеальными для микрообработки, создания крошечных элементов в электронных компонентах и медицинских устройствах.
Волоконные лазеры, интегрированные с многоосными системами ЧПУ, выполняют задачи трехмерной резки, создавая сложные формы и геометрии, необходимые для передовых производственных процессов. Помимо резки, волоконные лазеры превосходно подходят для сварки и гравировки, позволяя выполнять высококачественные сварные швы и детальную гравировку на различных материалах. В аддитивном производстве волоконные лазеры играют решающую роль в таких процессах, как селективное лазерное плавление (SLM) и прямое лазерное спекание металлов (DMLS), эффективно и точно сплавляя металлические порошки в твердые структуры.
Будущие тенденции в области волоконных лазеров Будущие тенденции в технологиях волоконных лазеров
Будущие тенденции в технологии волоконных лазеров включают увеличение выходной мощности, что приведет к увеличению скорости резки и возможности резки более толстых материалов. Исследования направлены на улучшение качества луча, что позволяет добиться более тонкого реза и лучшей обработки поверхности. Интеграция с искусственным интеллектом и Интернетом вещей улучшит автоматизацию и мониторинг, создавая более разумные и эффективные производственные процессы. Разработка гибридных систем объединяет волоконные лазеры с другими технологиями резки, такими как плазменная резка, используя сильные стороны каждого метода для конкретных применений.
