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ULS创新

Rapid Reconfiguration™(快速重配置)

Universal Laser Systems是唯一提供Rapid Reconfiguration(快速重配置)的激光系统厂商。此项专利技术允许用户根据其不断变化的业务需求调整激光材料加工解决方案,无需任何工具或特殊培训。Rapid Reconfiguration的核心功能允许用户非常其简单地将任何ULS激光源安装和重装在任何ULS激光系统上。在其它激光系统上,改换激光源可能是一项复杂而危险的任务,并可能导致几天的停机时间。Rapid Reconfiguration可为客户提供多种好处,详情如下文所述:

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  • 扩展加工能力

    激光切割、雕刻和打标系统都是出类拔萃的多功能设备。单个ULS系统就能对成千上万种材料进行切割、打标和雕刻。不过,在许多情况下,只有选用合适的激光源才能取得最佳的材料加工效果。有三大考虑因素决定了针对特定应用而对激光源进行的选择:能量传送率、额定功率和激光波长。Rapid Reconfiguration技术对每种考虑因素都充分加以利用。


    能量传送率


    CO2激光源在开关时产生激光能量脉冲。每个脉冲都包含等于能量曲线下面积的特定能量。大功率和小功率激光器都能传输具有特定能量的脉冲,但能量按照其额定功率传送。大功率激光器能够极其快速地投送巨大的能量。在这种很短的时间内,激光的强大能量可导致材料蚀除或汽化。这非常适合于某些材料加工方式。然而在其它情况下,理想的加工效果可以通过小功率激光源产生的更缓慢能量细流取得。

    50-25瓦激光器能量示意图
    显示25瓦和50瓦激光源产生的相同能量脉冲的示意图。为保持相同的能量,25瓦激光器必须开启更长时间。

    Rapid Reconfiguration允许用户快速切换激光器,实现针对每种应用的理想脉冲能量传送率。这可以基于能量传送率而最大限度地针对不同行为的材料提升加工灵活性。例如,木材在较低功率下的烧灼容易产生更多的碳化,产生高对比度的标记。如果使用更高功率的激光器,焦化就更少,对比度也更小。对木材进行激光切割、雕刻和打标时,高低对比度效果都各有用处。

    75-10瓦樱桃木激光雕刻
    同时使用75瓦(上)和10瓦(下)激光源进行雕刻的樱桃木。由于在同时使用75瓦(上)和10瓦(下)激光源对樱桃木进行雕刻的加工过程中产生的碳化量,10瓦激光器形成具有更高对比度的标记。由于加工过程中产生的碳化量,10瓦激光器形成具有更高对比度的标记。

    额定功率


    对于激光加工的一个常见误解是认为大功率激光器仅有助于提高切割应用的加工速度。虽然在选择激光源时,生产能力是一项主要考虑因素,但也需要考虑其它几个因素。


    随着加工速度的提高,激光能量在材料上的移动速度同样加快,而大部分热能被蚀除或汽化所消耗。这使得通过传导作用被剩余材料吸收的能量降至最低,从而产生一个较小的热影响区域。由于热影响区域可能造成熔化、变色、弯曲或多种其它不良效应,尽量减少其面积对于大多数材料而言是有利的。

    75-10瓦abs塑料切割
    同时使用75瓦(左)和10瓦(右)激光源对ABS塑料进行切割。10瓦激光源能够切割ABS,但由于能量传输速度较慢,过度的热量积聚会导致不良的外观变化。

    小功率激光器的能量传输速度较慢,这在许多应用中可以成为一个优势。在加工层压材料和薄膜等更薄材料时常常会遇到这一问题,此类材料出名地难以加工,原因在于切割它们所需的功率非常接近造成燃烧、碳化或其它不良效应的功率。由于小功率激光器能够以更加缓慢的速度传输能量,因此成为加工较薄材料时的理想选择。Rapid Reconfiguration允许用户轻松地切换到理想的激光源,以便加工每种独特的材料。

    75-10瓦双层塑料激光切割
    使用75瓦激光源(左)和10瓦激光源(右)对双层材料进行的受控分层切割。与75瓦激光源相比,10瓦激光源能够以更慢的速率传输能量,从而减小热影响区并提高切割一致性。

    激光波长


    在大多数系统上,ULS提供两个不同波长的CO2激光源:10.6µm和9.3µm。虽然两种波长都有广泛的应用,但在某些情况下,其中一种波长更加可取。这种效应一个很好的例子就是在PET塑料(聚酯的一种形式)上进行激光打标。10.6µm波长非常适合于对这种材料进行激光切割,但难以产生高对比度标记。然而,9.3µm波长可在材料表面形成清晰可见的标记。这是一种基于被加工材料的光谱吸收的复杂效应。

    使用10-6和9-3激光源进行pet的激光打标
    使用10.6µm(左)和9.3µm(右)激光源对PET进行激光打标。与9.3µm激光源的打标效果相比,10.6µm激光源的打标对比度不佳。

    对聚酰亚胺薄膜进行激光切割是另一个显示9.3µm波长可产生更好效果的示例。使用10.6µm激光器进行切割往往会产生碳化残留物,而使用9.3µm留下的切口要干净得多。Rapid Reconfiguration允许系统快速转换到适合每种应用的波长。

    使用10-6和9-3激光源对聚酰亚胺薄膜进行激光切割
    使用10.6µm(左)和9.3µm(右)激光源对聚酰亚胺薄膜进行激光切割。9.3µm激光源可减少切割界面的碳化量,留下更加清洁、均匀的边缘。

    除了10.6µm和9.3µm CO2激光器以外,某些ULS系统经过被配置还可使用1.06µm的光纤激光器。该波长适用于包括金属、陶瓷和其它无机物在内的完整系列材料。Rapid Reconfiguration赋予这些系统在上述波长之间进行轻松切换的能力。

  • 增强灵活性和生产率

    除提供众多的材料加工优势外,Rapid Reconfiguration让用户无论其运营规模大小都能够提升其设备的生产率。即使是操作单个激光系统也能拥有令人难以置信的灵活性,原因是它们能够通过重新配置激光源,快速适应任何激光加工任务。其它激光系统无法达到这种水平的灵活性,因为对它们进行重新配置的时间可能比加工任务本身所需的时间更长。

    借助于Rapid Reconfiguration,成长中的企业就自身拥有了重新配置其解决方案实现优化效率与系统利用率的能力。在生产现场,Rapid Reconfiguration通过转换激光源、光学器件和配件来满足不断变化的客户需求,实现灵活、可扩展的解决方案。其优点包括无工具式原型开发、快速精确的作业估算,以及基于生产需求对激光系统进行无缝再分配。


    在多种激光系统配置中,用户可按激光切割、雕刻或打标等特定工艺相应匹配系统大小和激光功率。例如,ILS12.150D可能是大型板材打标所需的大型系统。在此情况下,只需要一台具备较大光场的小功率激光器,这意味着可将大功率激光器与较小规模的激光系统进行组合,以加工要求更大功率但更小型的部件。通过确保始终使用最高效的激光器与系统组合,实现最大的投资回报(ROI)。

  • 保护和优化投资

    许多客户都从单个激光系统和单个激光源起步。随着时间的推移和业务的增长,他们可能购买第二个激光源来扩展他们的材料加工能力范围和/或提高生产率。

    使用其它的激光系统,每次购买新的激光系统都消弱了客户已拥有激光源的好处,原因是最初的激光源很难被重新安装在新的系统上。Rapid Reconfiguration则不是这样。过去从ULS购买的绝大多数激光源仍然保持与ULS系统的兼容性,这意味着,通过提供长期的激光兼容性和未来系统配置近乎无限的可能性,过去对激光源的投入还在影响着将来。


    Rapid Reconfiguration同样为客户赋予了对他们投资的高度灵活性。例如,客户可根据具体的应用需求,选择购买具备相同功率或混合功率的激光器。因为对未来非常容易的升级有了充分的认识,并且知道了升级不仅可以提供加工能力优势,而且还产生了与拥有两个激光源相关的所有加工优势,他们现在可以通过Rapid Reconfiguration选择更低成本的选项。

  • 保养和修理只需要最短的停机时间

    ULS制造可靠运行多年的高质量激光源。但是,所有激光源最终都需要维修保养。Rapid Reconfiguration从根本上消除了停机时间。例如,拥有多个激光源的用户可在需要保养的激光源被送回厂家时,拿出一个他们库存的激光源来维持生产能力。或者,客户也可以要求ULS提供翻新的激光源进行调换。当新的激光器送达时,将旧激光器送回ULS。无论在哪种情形下,系统停机时间都几乎为零。

    万一激光源在还没有到预定维护时间之前需要进行保养,ULS隔夜就可将翻新的激光器送达世界上的很多地方。在新的激光源送达后,只需要几分钟的安装时间。

  • 安全易用

    其它的激光系统可能需要数小时进行拆卸、更换和重新校准,方可将新的激光器安装在系统上。这一过程必须经过大量的培训才能完成,而且客户经常需要高价聘用技术人员,在此期间还必须长时间关闭他们的激光切割、雕刻和打标设备。安装激光器之后,还可能需要调整功率和速度等加工设置。除了已经延长停机时间外,测试和重新校准激光器还会产生废料。

    Rapid Reconfiguration与之相反,既不需要工具,也不需要专业培训。ULS在出厂前根据通用的参考标准预先校准所有的激光源,极大地精简了安装过程。一般情况下,重新配置一个ULS系统只需要大约一分钟。激光系统随后在内部通信与安装的激光器通讯,并根据任何工艺改变自动进行调整。如果用户使用40瓦激光器切割厚度为3/8"的塑料,然后添加一台75瓦激光器以提高生产率,ULS软件将计算适应额外激光源所需的加工设置。这意味着用户不必在每次互换激光器时花时间重新设置系统参数,因为全部都不需要你操心。

  • 实现其他独特的Universal功能

    Rapid Reconfiguration允许客户最大限度地利用其它多项独特的Universal功能和技术,例如:SuperSpeed™(高速模式)、Multi-Wavelength™(多波长)和MultiWave Hybrid™(多波混合)技术,以及ULS软件中的多种功能。这种技术生态系统表明,在所有ULS产品的设计和构建中都得到深思熟虑,以最大程度提高客户能力、灵活性和盈利能力为目标。

    MultiWave Hybrid™(多波混合)
  • 提供优越的投资回报(ROI)

    Rapid Reconfiguration有许多优点,最重要的一点是通过提升灵活性、能力和生产能力,实现客户投资回报最大化。客户几乎能够针对任何应用相应调整他们的激光系统,通过对激光切割、雕刻和打标设备进行重新配置来适应日常需求。他们的投资与时俱进,随着业务增长和/或变化为他们的业务需求提供支持。需要保养时,这是一个快速、轻松的过程,停机时间几乎为零。ULS还通过提供支持与协助,免除客户的后顾之忧,确保客户不断取得成功。