Известный тулиевый волоконный лазер

Тулиевый волоконный лазер – это уже не новинка, но вокруг него до сих пор ходит немало мифов. Часто встречается упрощенное понимание, как будто это просто 'лазер для резки металла'. На самом деле, его возможности и особенности использования гораздо глубже, и, к сожалению, многие проектировщики и операторы не учитывают этого при выборе оборудования или при разработке технологических процессов. Этот текст – скорее размышления и наблюдения, накопленные за годы работы с подобными системами, чем строгая научная статья. Я попытаюсь поделиться тем, что действительно важно, часто упускаясь из виду, и рассказать о тех нюансах, которые могут существенно повлиять на результат.

Обзор: что нужно знать о тулиевых волоконных лазерах

В двух словах: это мощные лазеры, генерирующие излучение в инфракрасной области. Их популярность обусловлена высокой эффективностью преобразования электроэнергии в лазерный луч, а также способностью с высокой скоростью обрабатывать различные материалы – от стали и алюминия до меди и нержавеющей стали. Но просто 'высокая мощность' – это только часть истории. Ключевые параметры, которые определяют применимость тулиевого волоконного лазера, – это длина волны, мощность, тип оптики и система управления.

Производственные особенности и сферы применения

Сейчас наблюдается тенденция к увеличению мощности лазеров, однако, не всегда это оправдано. В большинстве случаев, оптимальная мощность подбирается под конкретную задачу. Слишком высокая мощность может привести к нежелательным дефектам поверхности, а слишком низкая – к низкой производительности. Я лично сталкивался с ситуациями, когда переоцененная мощность лазера просто не давала ожидаемого результата, и это приводило к лишним затратам на материалы и время.

Мы в ООО Чжэцзян Вэйнэн интеллектуальное оборудование (https://www.weiims.ru) специализируемся на разработке и производстве технологий гибкого листового металла, поэтому хорошо понимаем, насколько важно учитывать эти нюансы. Использование тулиевых волоконных лазеров в нашей компании позволило значительно повысить точность и скорость обработки.

В различных отраслях – от автомобилестроения до авиационной промышленности – тулиевые волоконные лазеры применяются для резки, сверления, маркировки и создания сложных геометрических форм. Однако, для каждой задачи нужен индивидуальный подход и тщательная настройка параметров.

Важность выбора качественной оптики

На качество лазерного луча оказывает огромное влияние оптика – зеркала, линзы, резонаторы. Качественная оптика обеспечивает высокую коллимацию луча, минимальные потери энергии и равномерное распределение мощности по площади обработки. Некачественная оптика может привести к снижению производительности, ухудшению качества реза или маркировки и даже к повреждению лазера.

Я помню один случай, когда мы столкнулись с проблемой неровного реза при обработке тонкого металла. После тщательной диагностики выяснилось, что проблема была в дефекте одного из зеркал резонатора. Замена зеркала устранила проблему, и производительность лазера вернулась к нормальному уровню. Это пример того, как небольшая деталь может существенно повлиять на конечный результат.

Оптимальные конфигурации оптики

В зависимости от задачи, могут использоваться различные конфигурации оптики – однозеркальные, двухзеркальные, с использованием различных типов зеркал (например, с алмазной крошкой). Каждый тип оптики имеет свои преимущества и недостатки, и выбор оптимальной конфигурации зависит от требуемых параметров реза и доступного бюджета. Например, для более точной и однородной резки, обычно применяются системы с алмазным покрытием зеркал.

В наши дни, все чаще применяются системы с динамической компенсацией деформаций оптических элементов. Это позволяет поддерживать оптимальную коллимацию луча даже при изменении температуры или вибрациях, что особенно важно при работе с высокими мощностями.

Проблемы с системой охлаждения и его влияние на срок службы

Тулиевые волоконные лазеры генерируют большое количество тепла, поэтому их система охлаждения играет критическую роль в обеспечении надежной и долговечной работы. Недостаточная эффективность охлаждения может привести к перегреву лазерного стержня, снижению его мощности и, в конечном итоге, к выходу из строя лазера. И, да, это – очень дорогая поломка.

Мы в ООО Чжэцзян Вэйнэн интеллектуальное оборудование уделяем особое внимание проектированию и реализации эффективных систем охлаждения для наших лазерных систем. Мы используем чиллеры последнего поколения с высокой теплофизической способностью и интегрируем их в систему управления лазером. Регулярное техническое обслуживание и контроль температуры лазерного стержня также являются важными факторами для обеспечения долговечности лазера.

Типы систем охлаждения и их особенности

Существует несколько типов систем охлаждения – воздушные, водяные и комбинированные. Водяные системы охлаждения более эффективны, но требуют сложной конструкции и регулярного обслуживания. Воздушные системы охлаждения проще в установке и обслуживании, но менее эффективны. Комбинированные системы охлаждения сочетают в себе преимущества обоих типов.

Особое внимание следует уделять чистоте охлаждающей жидкости. Загрязнение охлаждающей жидкости может привести к снижению эффективности охлаждения и коррозии лазерного стержня. Поэтому необходимо регулярно проводить фильтрацию и замену охлаждающей жидкости.

Ошибки при настройке и эксплуатации

Часто ошибки возникают не из-за самого лазера, а из-за неправильной настройки параметров реза или несоблюдения правил эксплуатации. Неправильный выбор скорости реза, мощности, частоты импульсов или угла наклона лазерного луча может привести к нежелательным дефектам обработки, снижению производительности и увеличению затрат на материалы.

Мы часто видим, как операторы не учитывают свойства обрабатываемого материала при настройке параметров реза. Для каждого материала требуются свои оптимальные параметры. Неправильный выбор параметров может привести к некачественному резу или маркировке, а также к повреждению материала.