1. disko laserra
Disko Laser diseinu kontzeptuaren proposamenak egoera solidoko laserren efektu termikoaren arazoa modu eraginkorrean konpondu zuen eta batez besteko potentzia handiaren, puntako potentzia handiaren, eraginkortasun handiaren eta egoera solidoko laserren izpi kalitate handiaren konbinazio perfektua lortu zuen. Disko laserrak laser argi iturri berri ordezkaezin bihurtu dira automobilgintza, itsasontzien, trenbideen, hegazkingintzaren, energiaren eta beste arlo batzuetako prozesamendurako. Gaur egungo potentzia handiko disko laser teknologiak 16 kilowatt-eko potentzia maximoa eta 8 mm milirradianoko izpi kalitatea ditu, eta horrek robot laser bidezko urruneko soldadura eta formatu handiko laser bidezko abiadura handiko ebaketa ahalbidetzen ditu, egoera solidoko laserrentzako aukera zabalak irekiz honako arloan:potentzia handiko laser prozesamenduaAplikazioen merkatua.
Disko laserren abantailak:
1. Egitura modularra
Disko laserrak egitura modularra du, eta modulu bakoitza azkar ordezkatu daiteke bertan. Hozte sistema eta argi gida sistema laser iturriarekin integratuta daude, egitura trinkoa, tamaina txikia eta instalazio eta arazketa azkarrak dituzte.
2. Izpi-kalitate bikaina eta estandarizatua
2 kW-tik gorako TRUMPF disko-laser guztiek 8 mm/mrad-tan estandarizatutako habe-parametroen produktua (BPP) dute. Laserra funtzionamendu-moduaren aldaketen aurrean aldaezina da eta TRUMPF optika guztiekin bateragarria da.
3. Disko-laserraren puntu-tamaina handia denez, elementu optiko bakoitzak jasaten duen potentzia-dentsitate optikoa txikia da.
Elementu optikoaren estalduraren kalte-atalasea normalean 500 MW/cm2 ingurukoa da, eta kuartzoarena 2-3 GW/cm2-koa. TRUMPF disko laser erresonante barrunbeko potentzia-dentsitatea normalean 0,5 MW/cm2 baino txikiagoa da, eta akoplamendu-zuntzaren potentzia-dentsitatea 30 MW/cm2 baino txikiagoa. Potentzia-dentsitate baxu horrek ez die kalterik eragingo osagai optikoei eta ez du efektu ez-linealik sortuko, horrela funtzionamendu-fidagarritasuna bermatuz.
4. Laser potentzia denbora errealeko feedback kontrol sistema hartu.
Denbora errealeko feedback kontrol sistemak T piezara iristen den potentzia egonkor mantentzen du, eta prozesatzeko emaitzek errepikagarritasun bikaina dute. Disko laserraren aurreberotze denbora ia zero da, eta potentzia-tarte erregulagarria % 1etik % 100era bitartekoa da. Disko laserrak lente termikoaren efektuaren arazoa erabat konpontzen duenez, laser potentzia, puntuaren tamaina eta izpiaren dibergentzia angelua egonkorrak dira potentzia-tarte osoan, eta izpiaren uhin-fronteak ez du distortsiorik jasaten.
5. Zuntz optikoa konektatu eta erabili daiteke laserra martxan jarraitzen duen bitartean.
Zuntz optiko jakin bat huts egiten duenean, zuntz optikoa ordezkatzerakoan, zuntz optikoaren bide optikoa itxi besterik ez duzu egin behar itzali gabe, eta beste zuntz optikoek laser argia igortzen jarrai dezakete. Zuntz optikoaren ordezkapena erraza da erabiltzeko, konektatu eta erabili, tresnarik edo lerrokatze doikuntzarik gabe. Kaleko sarreran hautsaren aurkako gailu bat dago hautsa osagai optikoen eremuan sartzea zorrotz saihesteko.
6. Seguru eta fidagarria
Prozesatzen ari den bitartean, prozesatzen ari den materialaren emisibitatea hain handia bada ere, laser argia laserrera islatzen bada ere, ez du eraginik izango laserrean bertan edo prozesatzeko efektuan, eta ez da mugarik egongo materialaren prozesamenduan edo zuntz luzeran. Laser funtzionamenduaren segurtasunak Alemaniako segurtasun ziurtagiria jaso du.
7. Ponpaketa diodo modulua sinpleagoa eta azkarragoa da
Ponpaketa-moduluan muntatutako diodo-multzoak ere eraikuntza modularrekoa da. Diodo-multzoak dituzten moduluek zerbitzu-bizitza luzea dute eta 3 urte edo 20.000 orduko bermea dute. Ez da geldialdirik behar, ordezkapen planifikatua izan edo bat-bateko akats baten ondorioz berehala ordezkatzea izan. Modulu bat akats egiten duenean, kontrol-sistemak alarma bat piztuko du eta automatikoki beste moduluen korrontea handituko du laser irteerako potentzia konstante mantentzeko. Erabiltzaileak hamar edo dozenaka orduz lanean jarrai dezake. Ponpaketa-diodoen moduluak ekoizpen-gunean ordezkatzea oso erraza da eta ez du operadorearen prestakuntzarik behar.
Zuntz laserrak, beste laserrak bezala, hiru zatiz osatuta daude: fotoiak sor ditzakeen irabazi-euskarri bat (zuntz dopatua), fotoiak irabazi-euskarrian atzera-elkarriztea eta erresonantziaz anplifikatzea ahalbidetzen duen erresonantzia-barrunbe optiko bat, eta fotoi-trantsizioak kitzikatzen dituen ponpaketa-iturri bat.
Ezaugarriak: 1. Zuntz optikoak "azalera/bolumen" erlazio handia du, beroa xahutzeko efektu ona du eta etengabe funtziona dezake hozte beharturik gabe. 2. Uhin-gidaren euskarri gisa, zuntz optikoak nukleo-diametro txikia du eta potentzia-dentsitate handia izateko joera du zuntzaren barruan. Hori dela eta, zuntz-laserrek bihurketa-eraginkortasun handiagoa, atalase txikiagoa, irabazi handiagoa eta lerro-zabalera estuagoa dute, eta zuntz optikotik desberdinak dira. Akoplamendu-galera txikia da. 3. Zuntz optikoak malgutasun ona dutenez, zuntz-laserrak txikiak eta malguak dira, egitura trinkoa dute, kostu-eraginkorrak dira eta sistemetan erraz integratzen dira. 4. Zuntz optikoak parametro eta selektibitate sintonizagarri asko ditu, eta sintonizazio-tarte nahiko zabala, sakabanaketa eta egonkortasun ona lor ditzake.
Zuntz laserren sailkapena:
1. Lur arraroekin dopatutako zuntz laserra
2. Gaur egun nahiko helduak diren zuntz optiko aktiboetan dopatutako lur arraroen elementuak: erbioa, neodimioa, praseodimioa, tulioa eta iterbioa.
3. Zuntz bidez estimulatutako Raman sakabanaketa laserraren laburpena: Zuntz laserra funtsean uhin-luzera bihurgailu bat da, ponpaketa-uhin-luzera uhin-luzera espezifiko bateko argi bihur dezakeena eta laser moduan igor dezakeena. Ikuspegi fisiko batetik, argiaren anplifikazioa sortzeko printzipioa lan-materialari xurgatu dezakeen uhin-luzera bateko argia ematea da, lan-materialak energia eraginkortasunez xurgatu eta aktibatu ahal izan dezan. Beraz, dopatze-materialaren arabera, dagokion xurgapen-uhin-luzera ere desberdina da, eta ponpaketa-argiaren uhin-luzeraren eskakizunak ere desberdinak dira.
2.3 Erdieroale laserra
Erdieroale laserra arrakastaz kitzikatu zen 1962an eta irteera jarraitua lortu zuen giro-tenperaturan 1970ean. Geroago, hobekuntzen ondoren, heterojuntura bikoitzeko laserrak eta banda-egiturako laser diodoak (Laser diodoak) garatu ziren, zuntz optikoko komunikazioetan, disko optikoetan, laser inprimagailuetan, laser eskanerretan eta laser erakusleetan (laser erakusleak) asko erabiltzen direnak. Gaur egun gehien ekoizten diren laserrak dira. Laser diodoen abantailak hauek dira: eraginkortasun handia, tamaina txikia, pisu arina eta prezio baxua. Bereziki, putzu kuantiko anitzeko motaren eraginkortasuna % 20~40koa da, eta PN motak ere % 15~25era iristen da. Laburbilduz, energia-eraginkortasun handia da bere ezaugarririk handiena. Gainera, bere irteera-uhin-luzera jarraituak infragorritik argi ikusgairainoko tartea hartzen du, eta 50W-ko pultsu optikoen irteera duten produktuak (100ns-ko pultsu-zabalera) ere merkaturatu dira. Lidar edo kitzikapen-argi iturri gisa erabiltzeko oso erraza den laser baten adibidea da. Solidoen energia-banden teoriaren arabera, erdieroaleen materialetako elektroien energia-mailek energia-bandak osatzen dituzte. Energia handikoa eroapen-banda da, energia baxukoa balentzia-banda, eta bi bandak debekatutako bandak bereizten ditu. Erdieroalean sartutako oreka gabeko elektroi-zulo bikoteak birkonbinatzen direnean, askatzen den energia lumineszentzia moduan igortzen da, hau da, eramaileen birkonbinazio-lumineszentzia.
Laser erdieroaleen abantailak: tamaina txikia, pisu arina, funtzionamendu fidagarria, energia-kontsumo txikia, eraginkortasun handia, etab.
2.4YAG laserra
YAG laserra, laser mota bat, propietate integral bikainak (optika, mekanika eta termikoa) dituen laser matrizea da. Beste laser solido batzuk bezala, YAG laserren oinarrizko osagaiak laser lanerako materiala, ponpaketa iturria eta erresonantzia-barrunbea dira. Hala ere, kristalean dopatutako ioi aktibatu mota desberdinak, ponpaketa iturri eta ponpaketa metodo desberdinak, erabilitako erresonantzia-barrunbearen egitura desberdinak eta erabilitako beste gailu estruktural funtzional batzuk direla eta, YAG laserrak mota askotan bana daitezke. Adibidez, irteerako uhin-formaren arabera, uhin jarraituko YAG laser, maiztasun errepikatuko YAG laser eta pultsu laser gisa bana daitezke, etab.; funtzionamendu-uhin-luzeraren arabera, 1,06 μm-ko YAG laser, maiztasun bikoiztutako YAG laser, Raman maiztasun desplazatuko YAG laser eta sintonizagarria den YAG laser gisa bana daitezke, etab.; dopaketaren arabera Laser mota desberdinak Nd:YAG laserretan, Ho, Tm, Er-rekin dopatutako YAG laserretan, etab. bana daitezke; kristalaren formaren arabera, haga-formako eta xafla-formako YAG laserretan bana daitezke; irteera-potentzia desberdinen arabera, potentzia handiko eta potentzia txiki eta ertainekoetan bana daitezke. YAG laserra, etab.
YAG laser bidezko ebaketa-makina solidoak 1064nm-ko uhin-luzera duen laser izpi pultsatua zabaldu, islatu eta fokatzen du, eta ondoren materialaren gainazala irradiatu eta berotu egiten du. Gainazaleko beroa barrualdera hedatzen da eroapen termikoaren bidez, eta laser pultsuaren zabalera, energia, potentzia maximoa eta errepikapena zehaztasunez kontrolatzen dira digitalki. Maiztasunak eta beste parametro batzuek materiala berehala urtu, lurrundu eta lurrundu dezakete, horrela CNC sistemaren bidez aurrez zehaztutako ibilbideen ebaketa, soldadura eta zulaketa lortuz.
Ezaugarriak: Makina honek izpiaren kalitate ona, eraginkortasun handia, kostu baxua, egonkortasuna, segurtasuna, zehaztasun handiagoa eta fidagarritasun handia ditu. Ebaketa, soldadura, zulaketa eta beste funtzio batzuk integratzen ditu, zehaztasun handiko eta prozesatzeko ekipamendu malgu eta eraginkor aproposa bihurtuz. Prozesatzeko abiadura azkarra, eraginkortasun handia, onura ekonomiko onak, ertz zuzen txikiak, ebaketa gainazal leuna, sakonera-diametro erlazio handia eta alderdi-zabalera erlazio minimoa deformazio termikoa ditu, eta hainbat materialetan prozesatu daiteke, hala nola gogorrak, hauskorrak eta bigunak. Ez dago erremintaren higadura edo ordezkapen arazorik prozesatzean, eta ez dago aldaketa mekanikorik. Erraza da automatizazioa gauzatzea. Baldintza berezietan prozesamendua gauzatu dezake. Ponparen eraginkortasuna handia da, % 20ra arte. Eraginkortasuna handitzen den heinean, laser medioaren bero-karga gutxitzen da, beraz, izpia asko hobetzen da. Bizitza-kalitate luzea, fidagarritasun handia, tamaina txikia eta pisu arina ditu, eta miniaturizazio aplikazioetarako egokia da.
Aplikazioa: Metalezko materialen laser bidezko ebaketa, soldadura eta zulaketa egiteko egokia: hala nola karbono altzairua, altzairu herdoilgaitza, aleazio altzairua, aluminioa eta aleazioak, kobrea eta aleazioak, titanioa eta aleazioak, nikel-molibdeno aleazioak eta beste material batzuk. Abiazion, aeroespazialean, armetan, itsasontzietan, petrokimikan, medikuntzan, tresnerian, mikroelektronikan, automobilgintzan eta beste industria batzuetan erabilia. Prozesatzeko kalitatea ez ezik, lanaren eraginkortasuna ere hobetzen da; gainera, YAG laserrak ikerketa zientifikorako ikerketa-metodo zehatz eta azkarra ere eskain dezake.
Beste laser batzuekin alderatuta:
1. YAG laserrak pultsu eta modu jarraituan funtziona dezake. Bere pultsu irteerak pultsu laburrak eta ultra-laburrak lor ditzake Q-switching eta modu-blokeatze teknologiaren bidez, eta horrela, bere prozesatzeko eremua CO2 laserrena baino handiagoa da.
2. Bere irteerako uhin-luzera 1,06 um da, hau da, 10,06 um-ko CO2 laser uhin-luzera baino magnitude-ordena bat txikiagoa, beraz, metalarekin akoplamendu-eraginkortasun handia eta prozesatzeko errendimendu ona ditu.
3. YAG laserrak egitura trinkoa, pisu arina, erabilera erraza eta fidagarria eta mantentze-lan gutxi ditu.
4. YAG laserra zuntz optikoarekin akopla daiteke. Denbora-zatiketa eta potentzia-zatiketa multiplex sistemaren laguntzarekin, laser izpi bat erraz transmititu daiteke hainbat lan-estaziotara edo urruneko lan-estazioetara, eta horrek laser prozesamenduaren malgutasuna errazten du. Beraz, laser bat aukeratzerakoan, hainbat parametro eta zure benetako beharrak kontuan hartu behar dituzu. Horrela bakarrik lor dezake laserrak bere eraginkortasun handiena. Xinte Optoelectronics-ek eskaintzen dituen Nd:YAG laser pultsatuak egokiak dira industria- eta zientzia-aplikazioetarako. Nd:YAG laser pultsatu fidagarri eta egonkorrek 1,5 J-ko pultsu-irteera ematen dute 1064 nm-tan, 100 Hz-ko errepikapen-tasekin.
Argitaratze data: 2024ko maiatzaren 17a
