Валаконны лазер супраць прамога дыёднага лазера: асноўныя адрозненні й кіраўніцтва па прымяненні

Уводзіны

Валаконныя лазеры і прамыя дыёдныя (паўправадніковыя) лазеры забяспечваюць працу шматлікіх сучасных прамысловых устаноўкаў для маркіроўкі, рэзкі, зваркі і апрацоўкі паверхняў — і іх часта мяняюць адзін на аднаго.

Аднак спосаб стварэння святла карэнным чынам уплывае на даўжыню хвалі, якасць пучка, электрычную эфектыўнасць, капітальныя выдаткі і канкрэтныя прымяненні, для якіх прыдатны кожны з гэтых крыніц. Гэты даведнік параўноўвае валаконныя і прамыя дыёдныя лазеры, каб дапамагчы вам падабраць падыходную крыніцу для вашага вытворчага працэсу.

Як кожная крыніца стварае свой пучок

• Прамы дыёдны лазер: Святло ствараецца непасрэдна паўправадніковымі мікрашчылькамі. Праструм праходзіць праз дыёдны пераход, і фатоны з’яўляюцца адразу. У прамысловых адзінках некалькі выдатнікаў збіваюцца ў стопку для дасягнення высокай магутнасці, пераўтвараючы электрычную энергію ў святло ў адным кроку без выкарыстання пасярэднічаючай рэчывы.

• Валаконны лазер: Працэс пачынаецца з банка дыёдных лазераў (звычайна працуюць у дыяпазоне 808–980 нм). Гэтае святло ўводзіцца ў аптычнае валакно, дапавананае рэдкімі зямлямі — звычайна ітэрбіем, — якое пасільвае яго ў выхадны пучок высокай інтэнсіўнасці на даўжыні хвалі 1064–1080 нм (часта называюць 1070 нм). Уявіце дыёдныя лазеры як паліва, а дапаванае валакно — як рухавік.

Асноўныя адрозненні ў адным поглядзе

Якасць луча і даўжыня хвалі: чаму гэта важна

Якасць праменя з’яўляецца найбольш крытычнай адрозненнем паміж гэтымі двума тэхналогіямі. Паколькі валоконны лазер канцэнтруе сваю энергію ў мікра-плямку (дзясяткі мікрона), ён дасягае экстрэмальнай інтэнсіўнасці, неабходнай для чыстага разрэзу тоўстай сталі, стварэння чыткіх мікра-адзнак і падтрымання стабільнай «ключавой дзіркі» пры зварцы з глыбокім пранікненнем.

Прамень прамога дыёда значна менш яркі. Ён ахоплівае большую паверхню з нізкай шчыльнасцю магутнасці, што робіць яго ідэальным для аднароднай цеплавой апрацоўкі, а не для дакладнага разрэзу ці дробнай гравіроўкі.

Даўжыня хвалі таксама вызначае паглынанне матэрыялу на краях спектру. Стандартныя блізкія ІЧ-дыёдныя сістэмы і валоконныя лазеры лёгка паглынаюцца большасцю канструкцыйных металаў. Аднак высокаадбівальныя металы, такія як медзь і золата, моцна адбіваюць блізкі ІЧ-дыяпазон — таму ў вытворчасці электронікі і электрамабільнасці ўсё часта выкарыстоўваюцца сінія (каля 450 нм) і зялёныя дыёдныя варыянты для зваркі адбівальных кампанентаў.

Эфектыўнасць і эксплуатацыйныя выдаткі

Сістэмы з прамым дыёдам — гэта самыя электрычна эфектыўныя прамысловыя лазеры, якія пераўтвараюць ад 40% да 50% электрычнай магутнасці ў карысную магутнасць лазернага праменя па найменшай кошце за ват. Эфектыўнасць волаконных лазераў крыху ніжэй — ад 25% да 40%, бо святло павінна пройсці дадатковы этап пасілення.

Аднак эфектыўнасць уключэння ў сеціўку паказвае толькі частку карціны. Волаконны лазер часта выконвае задачы высокай дакладнасці з істотна меншым агульным спажываннем энергіі і за меншы час, што азначае, што кошт вытворчасці кожнай адзінкі прадукцыі можа застацца значна больш выгадным для волаконных лазераў.

Абодва тыпы тэхналогій з'яўляюцца цвёрдацельнымі, што выключае неабходнасць у запаўненні газам, рэгуляванні люстэркаў або выкарыстанні хрупкіх шклаўных трубак. Волаконныя лазеры практычна не патрабуюць абслугоўвання, у той час як прамыя дыёдныя выпраменьвальнікі паступова страчаюць магутнасць на працягу дзесяткаў тысяч гадзін, што можа патрабаваць перыядычнай карэкцыі параметраў.

Дзе выкарыстоўваецца кожны крыніца

Выберыце волаконны лазер, калі:

• Рэжанне лістовага металу: Апрацоўка нізкаўглероднай сталі, няржавеючай сталі і алюмінію ў тонкіх лістах і цяжкіх пласцінах.

• Дакладнае маркіраванне і гравіроўка: Нанясенне сэрыяльных нумароў, лагатыпаў, штрых-кодаў і UDI-кодаў на металы і пластыкі.

• Зварка з глыбокім пранікненнем або на высокай хуткасці: У тым ліку ручныя лазерныя зварачныя сістэмы.

• Лазерная чыстка: Выдаленне ржавчыны, аксідаў, фарбаў і пакрыццяў з металічных паверхняў з выкарыстаннем імпульсных сістэм.

Выберыце прамы дыёдны лазер, калі:

• Зварка пластыкаў: Выкананне зваркі праз праходжанне для аўтамабільных карпусаў, сэнсараў і медыцынскіх прылад.

• Лазерная паіка і бразіроўка: Забяспечвае стабільны цяплавы ўвод на шырокай пляцоўцы.

• Паверхневая абробка: Выконвае аперацыі па ўмацаванні паверхні, наплаўленні і падаграванні.

• Аўтаматызаванае зварачанне на вялікіх пляцоўках: Стварае швы, талерантныя да прамежкаў, з выкарыстаннем спецыялізаванай аптыкі для фарміравання пучка.

Правіла пальца: Калі ў вашым працэсе патрабуецца рэзка, гравіроўка або зварачанне з глыбокім пранікненнем, пачніце з валаконнага лазера. Калі ж у вашай задачы акцэнт зроблены на цяплавую апрацоўку на шырокай пляцоўцы, дзе капітальныя выдаткі на ват прымаюцца ў першую чаргу, а дробны памер плямы мае менш значэння, то прамы дыёдны лазер варта ўважліва разгледзець.

Пытанні і адказы

П: Ці з'яўляецца дыёдны лазер тым самым, што і дыёды-накачкі ўнутры валаконнага лазера?

А: Не зусім. Дыёды-накачкі ў валаконным лазеры вырабляюць святло на даўжыні хвалі 808–980 нм выключна для ўзнавання легіраванага валакна, якое потым выдае канчатковы працоўны пучок на даўжыні хвалі 1064–1080 нм. Прамы дыёдны лазер цалкам абходзіць валаконную актыўную сроду і накіроўвае сырую дыёдную эмісію непасрэдна на апрацоўвальны выраб.

П: Які лазерны крыніца лепшы для рэзкі і маркіроўкі металу?

A: Валаконны лазер — гэта асноўны выбар. Яго практычна дыфракцыйна-абмежаваны прамень стварае маленькі, ультра-высокай інтэнсіўнасці пятна, неабходнае для чыстых рэзуў і маркіроўкі з высокім кантрастам.

П: Ці больш танна ў эксплуатацыі лазеры на прамым дыёдзе?

А: Яны маюць вышэйшую эфектыўнасць пераўтварэння электрычнай энергіі ў лазерную і ніжшую кошт за ват. Аднак прамень з ніжшай яркасцю можа патрабаваць вышэйшых налад магутнасці ці доўгіх часоў апрацоўкі для некаторых задач. Заўсёды ацэньвайце кошт вырабу кожнай адзінкі для вашай канкрэтнай прымянення, а не спадзяйцеся толькі на паказчыкі электрычнай эфектыўнасці.

Выбор адпаведнага крыніцы лазернага выпраменьвання

Тып лазернага крыніцы, якую вы выбіраеце, вызначае якасць, хуткасць апрацоўкі і адзінкавую эканоміку ўсяго вашага вытворчасці. Як вытворца перадавых сістэм лазернай чысткі, зваркі, маркіроўкі і рэзкі, мы дапамагаем пакупнікам ацаніць гэтыя фактары перад тым, як укладваць капітал. Падзяліцеся з нашай інжынернай групай па прымяненні мэтавымі матэрыяламі, іх тоўшчыняй і патрэбнымі тэмпамі вытворчасці — і мы рэкамендуем ідэальную крыніцу і клас магутнасці, падтрыманыя тэставаннем на вашых рэальных дэталёх.