23.03.18

В разделе «Выбор конфигурации лазерной системы на основе требований по материалам» описываются основные требования, касающиеся материалов, которые следует учитывать при покупке лазерной системы. Однако при выборе лазерной системы или при разговоре с производителями или продавцами необходимо учитывать и другие факторы.

Ниже перечислены шесть вопросов, которые помогут вам подготовиться к такому обсуждению. Используя ваши ответы, поставщики лазерной системы должны определить, является ли вообще лазерная система подходящим вариантом, который удовлетворит ваши требования; если да, то какие потребуются или будут полезны компоненты, опции и принадлежности; и какую оптимальную конфигурацию лазерного решения (или решений) они могут предложить.

Спросите себя

1. Для чего мне нужна лазерная система? Опишите и покажите примеры продуктов или областей, в которых хотите применять лазерную систему.


2. Каковы мои критические требования? Опишите любые обязательные требования, такие как допуски или критерии внешнего вида, включая цвет, контрастность, читаемость текста, качество кромок и т. д.


3. Как часто я буду использовать лазерную систему? Время от времени, одну смена в день или непрерывно? Сколько деталей я хочу обрабатывать в час или в день?


4. Какие графические программы или САПР и форматы файлов (DXF, PDF, TXT и т. д.) я планирую использовать для создания файлов проектов?


5. Где будет расположена лазерная система? Опишите среду эксплуатации системы — будет ли она находиться в офисной зоне, на производстве или в другом месте?


6. Каков мой бюджетный диапазон? Сколько я собираюсь потратить на полное решение?

При обсуждении с поставщиками лазерной системы ваших потребностей и требований не следует спешить. Предоставьте как можно больше информации и как можно подробнее, чтобы, рекомендуя решение, поставщики учитывали все ваши потребности. Кроме того, заранее подготовив ответы на эти вопросы, вы сможете сообщить ваши требования всем поставщикам и затем тщательно сравнивать и оценивать предложения.

09.02.18

Основной корпус лазера, содержащий ключевую газовую смесь лазера, называется структурой. Структура может быть изготовлена из металла, керамики или стекла. Основные преимущества лазеров с металлической структурой перед лазерами с керамической структурой обсуждаются ниже.

Лазеры с керамической структурой были разработаны в 1970-х годах для коммерческого применения как лазеры на высокоионизированных газах с водяным охлаждением. Технология же лазеров с металлической структурой ведет свою родословную от военных разработок для самых требовательных и критически важных областей. К концу 1980-х годов эти военные программы были закрыты. Тем не менее, развитие лазеров с металлической структурой продолжалось в целях получения высоконадежных и практичных лазеров, доступных для коммерческого и промышленного применения.

Лазеры с металлической структурой выполнены из алюминия и во время изготовления проходят процесс пассивации (нанесения микропокрытия), в ходе которого на всех внутренних компонентах образуется тонкий, плотный слой керамики (AL₂O₃), исключающий возможность контакта металла с газовой смесью. Этот очень тонкий керамический слой (всего несколько микрон) не влияет на теплопроводность. Перед заполнением газом для удаления любых загрязнений лазеры как с металлической, так и с керамической структурой в процессе изготовления очищаются, и воздух из них откачивается до высоких уровней вакуума. Таким образом, как керамические, так и металлические лазеры содержат абсолютно чистые структуры.

Одним из ключевых преимуществ лазеров с металлической структурой является простота охлаждения. В мощность лазера преобразуется только часть электрической энергии, потребляемой лазером, а остальная электрическая энергия переходит в тепло. Газовая смесь CO₂-лазера чувствительна к высокой температуре, и удаление избыточного тепла чрезвычайно важно. По сравнению с керамикой металл намного лучше подходит с точки зрения охлаждения лазера, так как металлическая структура быстро проводит тепло, позволяя поддерживать в лазерной смеси оптимальную рабочую температуру. Керамика является относительно плохим проводником тепла, что делает ее менее предпочтительным выбором, особенно для лазеров с воздушным охлаждением.

Другим отличительным преимуществом металлических лазеров является линейная поляризация. Лазерные лучи с линейной поляризацией могут быть объединены в единый перекрестно-поляризованный пучок, обеспечив более широкий диапазон мощностей и превосходные возможности лазерной обработки материалов. Кроме того, в системах, поддерживающих конфигурацию с несколькими лазерами, на одной и той же оптической траектории можно комбинировать металлические лазеры с разной мощностью и длиной волны. С другой стороны, современные керамические лазеры создают произвольно поляризованные пучки, которые нельзя скомбинировать.

Наконец, металлические лазеры можно легко обслуживать, тем самым неограниченно продлевая их срок службы. За последние 20 лет ULS и другие компании изготовили сотни тысяч лазеров с металлической структурой, во многих из которых лазерные источники работают более 10 лет. Хотя керамические лазеры могут обеспечить достаточно длительный срок службы, они не предназначены для обслуживания, так как оптика лазерного резонатора крепится непосредственно к керамической структуре. В качестве связующего и герметизирующего материала при этом используются клеящие компаунды. С другой стороны, в лазерах с металлической структурой используются металлические или полупроводниковые эластомерные уплотнения.

Металлические лазеры могут длительное время работать на производстве, пока не потребуется техническое обслуживание; они рассчитаны на долговременную надежную эксплуатацию и удобство обслуживания. В итоге ведущие мировые производители лазерных систем в большей мере проектируют, производят и используют в своих лазерных системах CO₂-лазеры с металлической структурой с воздушным охлаждением — эти лазеры обеспечивают самый широкий выбор мощностей и неограниченный срок службы лазера для обширного ряда областей лазерной обработки материалов. Принимая решение относительно лазерной системы, учитывайте преимущества лазеров с металлической структурой.

26.01.18

Между стеклянными лазерами на постоянном токе и лазерами с металлической структурой и радиочастотной накачкой существуют значительные различия, которые следует учитывать при выборе лазерной системы. Они описаны ниже.

Стеклянные лазеры на постоянном токе

Первые CO₂-лазеры, изобретенные в начале 1960-х годов, были стеклянными лазерами на постоянном токе. Технология лазеров на постоянном токе с 1960-х годов так и не получила развития — в первую очередь из-за перехода к разработке радиочастотных лазерных технологий и систем полностью из металлаобщей тематике металлических лазеров.

Стеклянный лазер на постоянном токе состоит из длинного хрупкого контейнера из выдувного стекла, заполненного лазерной газовой смесью. Как правило, лазерная оптика крепится непосредственно к стеклу для герметизации лазерной смеси и формирования лазерного резонатора. Для получения лазерного луча используется высоковольтный разряд постоянного тока для ионизации газа внутри стеклянного контейнера.

Из-за плохой теплопроводности стекла и низкой эффективности высоковольтного разряда постоянного тока для обеспечения непрерывной работы лазера на постоянном токе требуется специальное оборудование водяного охлаждения. Лучший способ охлаждения лазера на постоянном токе — с помощью водяного охладителя. По существу, охладитель представляет собой сочетание холодильного устройства и насоса, который рециркулирует воду вокруг стеклянного лазера для поддержания постоянной температуры лазера. В стеклянных лазерах на постоянном токе используется очень высокое постоянное напряжение. Оно может быть чрезвычайно, даже смертельно, опасным, особенно в случае контакта охлаждающей воды с электроникой высокого напряжения.

Со временем из-за использования стекла в качестве газового контейнера и разрядов постоянного тока между электродами происходит истощение газовой смеси лазера и ее загрязнение продуктами эрозии электродов. Загрязнение газовой смеси и утечка гелия, просачивающегося через стеклянные стенки и уплотнения, снижают эффективность и значительно сокращают срок службы лазера.

Стеклянные лазеры на постоянном токе характеризуются очень низкой скоростью модуляции. Ими нельзя быстро управлять из-за ограничений непрерывного включения и выключения постоянного тока высокого напряжения. Это существенно ограничивает скорость лазерной обработки и снижает производительность, особенно в проектах обработки изображений, требующих высококачественной лазерной пульсации.

Кроме того, стеклянные лазеры могут повреждаться при обычном обращении или термическом ударе при прерывании водяного охлаждения. Если на лазер не будет подаваться охлаждающий поток, стеклянный контейнер треснет, в итоге лазер перестанет работать и его необходимо будет заменить. В результате срок службы стеклянных лазеров на постоянном токе остается очень ограниченным и обычно измеряется несколькими месяцами эксплуатации. Стеклянные лазеры на постоянном токе не подлежат ремонту и для восстановления рабочего состояния лазерной системы их необходимо заменять.

Таким образом, стеклянные лазеры на постоянном токе — это устройства, требующие очень осторожного обращения. При интеграции в систему лазерной обработки материала им для работы требуется дополнительное охлаждающее оборудование, они могут быть опасны для операторов, обеспечивают более низкую производительность, чем другие лазеры, имеют очень ограниченную скорость лазерной обработки и короткий срок службы.

Лазеры с металлической структурой и радиочастотной (РЧ) накачкой

Металлический РЧ-лазер имеет герметичную металлическую камеру, содержащую лазерную газовую смесь. Точно управляемая радиочастотная энергия используется для создания ионизированной газовой плазмы, в которой генерируется лазерное излучение. Конструкция металлических РЧ-лазеров компактна, долговечна, со встроенным воздушным охлаждением. Металлические РЧ-лазеры первоначально предназначались для высокоответственных военных областей, и разработки в области металлических RF-лазеров продолжается и сегодня. Одним из последних достижений является 500-ваттный CO₂-лазер с воздушным охлаждением. Лазеры такой мощности обычно требуют водяного охлаждения.


Лазеры с металлической структурой и радиочастотной накачкойсегодня являются самыми востребованными лазерами для широкого спектра приложений во многих отраслях. Эти лазеры работают без высокого напряжения и водяного охлаждения. Это делает металлические RF-лазеры более безопасными для работы практически в любой среде.

Металлические RF-лазеры — это современные лазеры, обеспечивающие низкую стоимость владения. Металлические RF-лазеры долговечны, обеспечивают наивысшую производительность с высоким качеством лазерного луча, имеют неограниченный срок службы и безопасны для оператора.

Планируя покупку лазерной системы, всегда следует спрашивать поставщиков лазерных систем, какие типы лазеров используются в системах, которые они предлагают.

24.01.18

С помощью лазеров можно обрабатывать множество материалов, в том числе пластмассы, тонкие пленки, бумагу, древесину, металлы, клеи, стекло, пенистые материалы и ткани. Хотя лазерные системы обеспечивают большую гибкость в обработке материалов, следует рассмотреть несколько аспектов, чтобы убедиться, что ваша система имеет надлежащую конфигурацию для удовлетворения ваших потребностей.

Типы материалов

Какие типы материалов вы будете использовать? Подумайте о том, какие материалы вы используете сейчас или хотите использовать в будущем. Эффекты, создаваемые энергией лазера, взаимодействующей с материалом, сильно зависят от длины волны и мощности лазера, а также характеристик поглощения материала.

Длины волн для лазерной обработки материалов составляют 10,6 и 9,3 мкм у CO₂-лазеров и 1,06 мкм у волоконных лазеров. Для каждого типа лазера доступен диапазон уровней мощности, что позволяет оптимизировать взаимодействие лазерной энергии с материалом. Однако на выбор типа и мощности лазера существенно влияют характеристики поглощения материала и требуемые результаты. Поэтому, зная, какие материалы вы хотите использовать для лазерной обработки, вы сможете выбрать для вашей лазерной системы наилучшую длину волны (или длины волн) — 10,6 (CO₂), 9,3 (CO₂), 1,06 (волоконный) или комбинацию различныхдлин волни мощности.

Просмотрите совместимые материалы в библиотеке материалов ULS. Если вы не найдете свой материал или у вас возникнут вопросы в связи с материалом, свяжитесь с нами.

Форма и размер материала

Каковы размеры материалов? Выбранная лазерная система должна иметь зону лазерной обработки, которая будет соответствовать размерам ваших материалов, деталей или изделий. При использовании нераскроенного сырья большинство материалов поступает в виде листов или рулонов. Листовой и рулонный материал во многих случаях можно отрезать до размера, соответствующего лазерной системе. Если вы предполагаете лазерную обработку трехмерных объектов — сферических, цилиндрических, квадратных или неправильной формы, — это важно знать заранее, чтобы определить глубину по оси Z или дополнительные компоненты (поворотное приспособление,сквозной проход с помощью конверсионного модуля 4 класса лазерной безопасности,оптическая система автоматического позиционированияи т. д.), которые потребуются в системе для размещения этих объектов.



Процессы обработки материалов

Какие лазерные процессы я планирую применять к каждому из материалов? При лазерной обработке материалов для изменения формы или внешнего вида материала используется энергия лазера. Этот метод изменения материала дает ряд преимуществ, таких как способность быстро менять задания, производить продукцию без смены оснастки и улучшать качество готовой продукции. Во всехлазерных процессах,которые могут быть применены к материалу, энергия лазерного луча взаимодействует с материалом, чтобы каким-либо образом его преобразовать. Каждое преобразование (или лазерный процесс, например, лазерная резка, лазерная абляция, модификация поверхности лазером и т. д.) оптимизируется путем точного управления длиной волны, мощностью, рабочим циклом и интервалом импульсов лазерного луча.

Понимание того, что вы хотите делать с вашими материалами, не только определит необходимые мощность и длину волны, но также поможет определить компоненты, которые могут потребоваться для достижения наилучшего результата при лазерной обработке (то естьтип объектива), правильная установка и закрепление материала (то естьстол для резки,стол со штифтами,поворотное приспособление) или минимизация загрязнения поверхности пылью и отходами и удаление побочных продуктов во время лазерной обработки (то есть,устройство обдува газом,фильтрация воздуха).

Конечно, трудно заранее знать все, что вы захотите делать, и чаще всего пользователи лазерной системы находят новые способы применения лазерной системы уже после того, как начнут ее регулярно использовать. При выборе лазерной системы выберите ту, которая даст ваммаксимальную гибкость настройки системы,чтобы она сразу же адаптировалась к вашим потребностям в обработке материалов и могла расти вместе с вашим бизнесом в будущем.

12.01.18

Максимальная скорость двигателя редко влияет на производительность лазерной системы. Это связано с такими факторами, как характеристики материала и количество кривых и углов в графическом файле проекта, которые ограничивают скорость лазерной обработки. Поэтому двигатели редко достигают своей номинальной скорости. Гораздо более важные факторы оптимизации производительности — доступная мощность лазера и возможности системы управления подачей.

• При резке толстых материалов, таких как пластик, дерево и кожа, скорость резания ограничена мощностью лазера. Чем больше мощность лазера, тем выше скорость лазерной резки. Однако даже при максимальной мощности лазера двигатели редко достигают 100% своей номинальной скорости. Лазерные источники ULS и технология Rapid Reconfiguration ™ позволяют выбирать идеальную мощность лазера для каждого обрабатываемого материала.
  
  Подробнее о лазерных источниках ULS
  Подробнее о технологии Rapid Reconfiguration
  
  
• Даже при резке очень тонких материалов, таких как бумага, доводить скорость двигателя до максимальной нецелесообразно. При каждом изменении направления траектории реза (кривые и углы) двигатели должны замедляться, чтобы избежать инерционных заносов и вибрации. Именно в таких ситуациях тщательно разработанная система подачи демонстрирует свои преимущества перед высокой скоростью. Система управления подачей от ULS представляет собой усовершенствованный планировщик траектории, который оценивает каждый векторный контур и рассчитывает оптимальную скорость и ускорение для каждого сегмента каждого контура. Планировщик траектории ULS обеспечивает превосходную производительность по сравнению с другими лазерными системами.
  
  Подробнее о тесте ULS для проверки эффективности работы в векторном режиме
  
  
• При растровой маркировке и гравировке с высокой скоростью получаются размытые края и неприемлемое качество. ULS преодолевает эту проблему с помощью технологии SuperSpeed™, при которой для удвоения производительности без потери качества используется два лазерных луча.
  
  Подробнее о технологии ULS SuperSpeed
  Подробнее о тесте ULS для проверки эффективности работы в векторном режиме

15.12.17

При обработке графического файла проекта лазерная система обрабатывает различные элементы проекта двумя разными способами. Растровое движение (движение оптической каретки с перекрытием слева направо и справа налево) используется для лазерной гравировки, маркировки и нанесения фотоизображений.