- Головна →
- Усі статті →
- Лінза для лазера CO2: фокусна відстань і якою стороною ставити
Лінза для лазерного верстата CO2: яку фокусну відстань обрати і якою стороною ставити
Опубліковано:
Фокусувальна лінза збирає промінь лазера CO2 у пляму на матеріалі, і від її фокусної відстані залежать ширина різу, деталізація гравіювання і товщина, яку верстат ріже чисто. Друга поширена помилка під час заміни лінзи це неправильна сторона встановлення. Нижче розібрано, як фокусна відстань змінює пляму і глибину різкості, яку лінзу брати під завдання, якою стороною її ставити і як знайти фокус після заміни.
Що таке фокусна відстань
Фокусна відстань це відстань від лінзи до точки, де промінь має найменший діаметр. У каталозі лінз для лазера CO2 є лінзи ZnSe з фокусом 38.1, 50.8, 63.5, 76.2 і 101.6 мм: це 1.5, 2, 2.5, 3 і 4 дюйми. Матеріал ZnSe прозорий для випромінювання 10,6 мкм, на якому працює CO2-лазер.
Як фокус змінює пляму і глибину різкості
Для гауссового пучка діаметр плями у фокусі пропорційний відношенню фокусної відстані до діаметра променя на лінзі. Глибина різкості, тобто ділянка, де пляма залишається вузькою, зростає як квадрат діаметра плями. При тому самому промені звідси випливає розрахунок:
| Фокус, мм | Пляма відносно F50.8 | Глибина різкості відносно F50.8 | Завдання |
|---|---|---|---|
| 38.1 | 0,75× | 0,56× | дрібне гравіювання, тонкі матеріали |
| 50.8 | 1× | 1× | гравіювання і різання тонкого листа |
| 63.5 | 1,25× | 1,56× | універсальна: різання фанери й акрилу середньої товщини, гравіювання |
| 76.2 | 1,5× | 2,25× | різання товстого матеріалу |
| 101.6 | 2× | 4× | товстий акрил, гравіювання по нерівній поверхні |
Лінза F101.6 дає пляму вдвічі ширшу, ніж F50.8, але зона, де промінь зберігає ширину, у неї в 4 рази довша. Тому на товстому листі довгофокусна лінза дає стінку різу рівнішою, без конуса, а короткофокусна тонше гравіює, але вимагає точніше виставляти висоту. Абсолютні значення плями залежать від діаметра променя на лінзі, тобто від трубки і довжини оптичного шляху, тому в таблиці лише співвідношення.
Діаметр лінзи і голівка
Діаметр лінзи (12, 18, 20 або 25 мм) обирають не за завданням, а за посадковим місцем у лазерній голівці. Лінза 20 мм у гнізді під 25 мм не центрується, промінь проходить повз вісь сопла. Якщо змінюється фокусна відстань, змінюється і відстань від лінзи до матеріалу: для довгофокусної лінзи в голівку ставлять подовжувальну трубку або кільце, інакше фокус опиниться нижче столу.
Якою стороною ставити лінзу
Плоско-опуклу лінзу ставлять опуклою стороною вгору, назустріч променю від третього дзеркала, плоскою стороною до матеріалу. У такому положенні паралельний промінь заломлюється на обох поверхнях порівну, і сферична аберація мінімальна: пляма виходить меншою і різкішою. Перевернута лінза теж фокусує, але пляма ширша, різ слабший, а на гравіюванні краї розмиті. У менискової лінзи опукла сторона теж дивиться вгору, ввігнута вниз.
Як визначити сторону: у відображенні опуклої поверхні вікно або лампа видно зменшеними, на плоскій стороні відображення не спотворене. Лінзу беруть тільки за край, у рукавичках або через серветку.
Як знайти фокус після заміни
- Перевірте юстування дзеркал: промінь має приходити в центр голівки. Порядок описано в статті юстування лазерного верстата CO2.
- Покладіть на стіл рейку з фанери або картону під кутом: один кінець на столі, інший піднятий на 20-30 мм.
- Проведіть уздовж рейки лінію на малій потужності.
- Знайдіть найвужче місце лінії і виміряйте відстань від цієї точки до сопла. Це робоча висота для цієї лінзи.
- Зробіть за цією висотою упор-шаблон і виставляйте ним голівку перед роботою.
Для різання товстого матеріалу фокус ставлять не на поверхню, а всередину листа, нижче поверхні на частину товщини: так пляма залишається вузькою по всій глибині різу.
Догляд за лінзою
- Обдув сопла тримає дим і смолу подалі від лінзи. Без нього наліт нагрівається під променем, і лінза тріскається. Що ще потрібно верстату для захисту оптики, розібрано в статті що потрібно лазерному верстату CO2 крім трубки.
- Чистять лінзу паличками для оптики з ізопропіловим спиртом, одним рухом, без натиску.
- Темна пляма в центрі, яка не змивається, означає вигоряння покриття. Таку лінзу міняють: вона поглинає енергію і гріється.
Часті запитання
Чи є різниця, якою стороною ставити лінзу?
Є. Перевернута плоско-опукла лінза дає ширшу пляму через сферичну аберацію, тому верстат ріже слабше і гравіює менш чітко.
Яка лінза універсальна?
F63.5 (2.5 дюйма): у неї пляма ширша, ніж у F50.8, в 1,25 раза, а глибина різкості більша в 1,56 раза. Це компроміс між гравіюванням і різанням листа середньої товщини.
Коментарі
Ваш коментар буде першим!