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ULS创新

SuperSpeed™技术

SuperSpeed™(高速模式)技术为客户提供独特的能力,在激光雕刻和打标方面大幅提高激光系统的生产效率。这一获得专利的技术经过彻底的重新设计,为客户带来诸多益处。我们的SuperSpeed技术:

SuperSpeed vs.竞争技术视频
  • SuperSpeed技术工作原理

    当激光平台配备两台相同功率的CO2激光器时,组合光学器件得到一个S偏振光束和另一个P偏振光束。SuperSpeed组件使用这种偏振的差异独立控制每台激光器的聚焦位置。这是通过在光路中放置一个包含薄膜偏振片(TFP)的光学系统实现的。TFP允许P偏振激光完全通过,而反射S偏振光束。精密执行器连接到机械联动装置上,控制两条光束之间的角度。载具上的聚焦光学器件将每个光束聚焦到加工光场中略有不同的位置。

    SuperSpeed单合并光束激光器
    S和P偏振激光束都同时打开。每条光束走不同的路径,但落到相同位置的一个焦点。这是SuperSpeed技术在矢量模式下的配置。
    有两个单独聚焦光束的SuperSpeed
    SuperSpeed技术将光学元件转动,使光束相互间成一定角度。这造成每条光束光束聚焦到加工区域中略有不同的位置。光学元件转动越多,聚焦位置之间的间隔就越大。这是SuperSpeed技术在光栅模式下的配置。
  • 提高激光材料加工生产能力

    在光栅模式下,载具沿x轴双向运动,而激光经过调制进行材料的雕刻和打标。典型的激光系统(也被称为激光切割机激光雕刻机激光打标机)将激光能量聚焦到一个点,使材料可以一次加工一条线。对于使用多激光器的单光束系统来说同样是这种情况——所有激光能量都受到限制,聚焦到一个点上。SuperSpeed技术模块通过产生两个焦斑(每个激光束一个)克服了这种限制。这意味着激光系统可以一次完成两条光栅线,极大地提高了系统生产率。

    SuperSpeed技术为Universal Laser Systems所独有。没有SuperSpeed,如果要使用单光束激光系统的显著提高生产能力,唯一的方法就是购买多个激光系统。这增加系统成本,同样也需要占地空间。

    采用和不采用SuperSpeed技术的15个光栅行程的比较
    采用和不采用SuperSpeed技术产生的相同光栅字母“A”。激光系统能够以一半的光栅行程产生相同的图形。

    在过去几年里,激光系统厂商争相实现越来越快的光栅速度。从表面上看,这似乎是一个合乎逻辑的进程——更快的光栅速度意味着更高的生产能力,是这样吗?在现实中,情况要复杂得多,往往忽略了更高的最高速度对质量造成的负面影响。

    所有CO2激光器都受到脉冲分配速度的限制。在高光栅速度下,CO2激光束很难跟上引导激光脉冲的运动,其在x轴上散开,降低了能量密度。这就因为产生了一种人工模糊效应而大大降低了光栅加工过程的质量。

    低速和高速激光脉冲的比较
    低速运动的阳极氧化铝上的单激光脉冲(左)为105 μm宽。高速移动的单激光脉冲(右)宽度为184 μm,表明微观层次上的拖尾效应。

    SuperSpeed技术让激光系统在没有这种模糊效应的情况下就具有非常高的加工能力,让图像可以快速产生,同时保持了很高的质量。

  • 提高可靠性和正常运行时间

    除了所有这些性能和质量效益外,SuperSpeed技术还延长了系统寿命,降低了维护成本。这是因为,绝大多数的维修要求来自轴承、滑轮、皮带和轮子这样的组件,所有这些组件都与载具的运动有关。在使用SuperSpeed技术时,载具能够隔开一条线,一次行程加工两条光栅线,由此使机械磨损减半。这减少了计划维护,压低了维修成本,增加了激光系统连续开机时间。

  • 提供终极的激光材料加工灵活性

    一些材料对更高的图像密度有更好的响应,而另一些在更低的图像密度表现出加工效益。SuperSpeed允许不用任何硬件改变就能做到图像密度的调整。SuperSpeed技术还可以将光束都对准到另一个上,以实现矢量打标和切割。这样就将两台激光器的组合功率带到单一位置——最大限度提高矢量切割和打标的生产能力。所有这些调整自动发生,无需用户干预。

    SuperSpeed技术还通过偏振实现了独特的加工能力。对于光栅和矢量加工,用户都可选择S和P偏振激光器发出的功率大小。在矢量加工中,同时使用两个两个分量将得到沿x和y轴的尺寸相同的标记和切口。使用单一激光源可打出在一个方向上更薄的标记。在光栅加工中,材料可通过改变P偏振和S偏振标记来改性,形成有趣的视觉和物理效果。

  • 实现额外的分辨率

    SuperSpeed技术还让ULS激光切割、雕刻和打标机能够以其他方式不可能达到的额外分辨率加工金属。对于某些材料来说,这兼具质量和加工能力的优势。例如,微表面塑料经过特殊设计,在激光加工时显示高对比度标记。在没有SuperSpeed的激光系统上,使用较低的分辨率会在每条光栅线之间留下明显的条带。分辨率更高时不会留下这样的标记,但是加工材料更慢。使用SuperSpeed技术,有额外的分辨率在光栅标记之间不留条带,但是又不会打出上述高分辨率那样多的光栅线。这减少了光栅线数目,再加上SuperSpeed技术使加工能力翻倍,带来了巨大的收益。

    微表面塑料光栅打标对比
    正在进行光栅打标的微表面塑料实例。最右边的例子显示了使用SuperSpeed技术在保持高生产能力同时在ID5上的出众质量。
  • 易于使用

    SuperSpeed技术的设置过程在工厂处理。在操作过程中,用户仅需通过复选框选择是否使用SuperSpeed技术加工。模块将自动组合两条光束进行矢量加工,或将每条光束偏转正确的量以得到每个图像密度。整个过程非常简单。如果需要调整,软件提供几种易于使用的工具来快速完成这个过程。