Працюємо з 9:00 до 20:00 у суботу до 16:00 Неділя — вихідний
Працюємо з 9:00 до 20:00 у суботу до 16:00 Неділя — вихідний

Оптика для лазерного верстата

Оптика лазерного верстата створює промінь, передає його до голови і фокусує на матеріалі. У верстаті CO2 це трубка на 10.6 мкм, три дзеркала і фокусувальна лінза ZnSe, у діодному модулі діод і своя оптика в одному корпусі. Від матеріалу, чистоти і юстирування залежать потужність у точці різання і якість кромки: три дзеркала з відбиттям 98% пропускають до лінзи 94% потужності, з відбиттям 99.5% пропускають 98.5%. У розділі дзеркала Mo і Si, лінзи ZnSe діаметром 12-25 мм з фокусом 38.1-101.6 мм і діодні модулі. Нижче розібрано матеріали оптики, втрати потужності, підбір за задачею, догляд і типові помилки.

Що таке оптика лазерного верстата

Оптика лазерного верстата це вузли, які створюють лазерний промінь, доводять його до зони обробки і збирають у пляму на матеріалі. Від їхнього матеріалу, чистоти і точності встановлення залежать потужність у точці різання, ширина різу і деталізація гравіювання.

У верстаті CO2 промінь народжує газова трубка, три дзеркала передають його до рухомої голови, а фокусувальна лінза збирає промінь у пляму. У діодному модулі промінь народжує напівпровідниковий діод, а фокусувальна оптика стоїть у самому модулі, тому дзеркала і окрема лінза CO2 йому не потрібні.

З яких елементів складається оптика

ЕлементРольНа що дивитися
Лазерна трубка CO2створює випромінювання 10.6 мкмдовжина, діаметр, струм за паспортом
Дзеркалаповертають промінь до головидіаметр, товщина, матеріал, відбиття
Фокусувальна лінзазбирає промінь у пляму на матеріалідіаметр посадки, фокусна відстань
Діодний модульстворює і фокусує промінь самдовжина хвилі, живлення, фокусування

Матеріали і довжина хвилі

Оптика пропускає або відбиває випромінювання лише на своїй довжині хвилі. Оптика CO2 розрахована на 10.6 мкм, діодні модулі працюють у видимому або ближньому ІЧ діапазоні, наприклад 450 нм. Тому лінзу ZnSe і дзеркала CO2 не можна ставити в діодний модуль, і навпаки.

ВузолМатеріалВластивість на робочій довжині хвилі
Лінза CO2селенід цинку ZnSeпрозора, жовто-помаранчева, пропускає 10.6 мкм і видиме світло цілевказівника
Дзеркало CO2молібден Moвідбиття понад 98%, тверда поверхня, переносить часте чищення
Дзеркало CO2кремній Si з покриттямвідбиття 99.5-99.7%, покриття м’якше, чистити дбайливо
Діодний модульсвоя оптика в корпусіузгоджена з довжиною хвилі діода, дзеркала CO2 не потрібні

Матеріали оптики і довжина хвилі: оптика працює лише на своїй довжині хвилі

Втрати потужності на оптиці

Втрати на дзеркалах додаються. Якщо кожне дзеркало відбиває 98% падаючої потужності, після трьох дзеркал до лінзи доходить 0.98 x 0.98 x 0.98 = 94%. Якщо кожне відбиває 99.5%, до лінзи доходить 98.5%. Поглинута частина енергії перетворюється на тепло: брудне або зношене дзеркало і лінза нагріваються сильніше і швидше виходять з ладу.

Наліт диму на лінзі і третьому дзеркалі дає той самий ефект: частина потужності не доходить до матеріалу, а оптика гріється. Тому витяжка і обдув зони різання захищають не лише оператора, а й оптику.

Втрати потужності на трьох дзеркалах: втрати додаються

Як підібрати оптику

  • Діаметр і товщина дзеркала та діаметр лінзи мають збігатися з тримачами верстата. Перед заміною виміряйте стару деталь штангенциркулем.
  • Фокусну відстань лінзи вибирають під задачу: короткий фокус для детального гравіювання і тонких листів, довгий для товстих матеріалів і нерівної поверхні.
  • Для запиленого цеху зручніші молібденові дзеркала: вони переносять часте чищення. Для максимальної передачі потужності беруть кремнієві з покриттям і чистять їх дбайливо.
  • Діодний модуль підбирають за довжиною хвилі, напругою живлення і способом кріплення на верстаті. Оптика CO2 до нього не підходить.

Оптика CO2 і діодний модуль: різні довжини хвиль, різний набір вузлів

Догляд і заміна

  1. Роботи з оптикою виконуйте при вимкненому від мережі верстаті.
  2. Тримайте дзеркала і лінзи лише за краї, не торкайтеся робочих поверхонь пальцями.
  3. Пилюку спочатку здуйте грушею, потім протріть паличкою або серветкою для оптики, змоченою ізопропіловим спиртом, без натиску.
  4. Після заміни трубки, дзеркала або лінзи заново від’юстуйте тракт і виставте висоту фокуса.
  5. Міняйте оптику з пропалами, подряпинами, відшаруванням покриття або помутнінням, яке не знімається чищенням.

Чиста і брудна оптика: наліт диму з’їдає потужність і гріє оптику

Часті помилки

  • Ставлять дзеркало або лінзу не того діаметра чи товщини, і деталь зміщується в тримачі.
  • Ставлять лінзу опуклим боком униз, і пляма розпливається.
  • Чистять дзеркало з м’яким покриттям жорсткою серветкою і стирають покриття.
  • Після заміни оптики не виконують юстирування, і потужність падає в дальній частині поля.
  • Працюють без витяжки і обдуву, і наліт на оптиці з’їдає потужність.
  • Намагаються застосувати оптику CO2 на діодному модулі або навпаки.