Milline on väljaläätse roll lasermärgistusmasinas?

Lasergravüüri ajal täidab väljaläätse olulist rolli. Vaatame nüüd selle funktsiooni lähemalt.
1. Mis on väljaläätse?
Väljaläätse on lasermärgistusmasina optilise süsteemi keskne komponent. Seda paigaldatakse tavaliselt peegeldussüsteemi järel. Selle peamiseks ülesandeks on fokuseerida peegelde deflekteeritud ja peegeldatud laserikiir väga tihedaks ja äärmiselt väikeseks valgupiksliks ning tagada, et see valgupiksel moodustaks tasase ja moonutusteta skannimisala märgistuspinnale.
II. Väljaläätsede kolm tuumfunktsiooni
Väljaläätsede funktsioonid ulatuvad palju kaugemale kui lihtsalt "fokuseerimine". Need ilmnevad konkreetselt järgmistes kolmes peavaldkonnas:
Tuumfunktsioon: Laserenergia koncentreerimine
See on väljaläätse kõige põhilisem funktsioon. Pärast seda, kui laserikiir läbib kiirelaialihoiu ja kolimineeritakse, on see kuigi paralleelne, kuid energia tihedus on suhteliselt hajus ja seda ei saa otse töötluseks kasutada. Väljaläätse täpse kumerate disaini abil koondatakse sissetulev paralleelne laserikiir väga väikeseks punktiks. Optiliste printsiipide kohaselt suureneb energia tihedus fookuspunktis eksponentsiaalselt, saavutades hetke aurustamise või materjali pinnal olevate füüsikalis-keemiliste omaduste muutmise piiri, mille eesmärgiks on märgistamine ja gravüürimine. Mida lühem on väljaläätse fookuskaugus, seda tugevam on fokuseeriv võime, seda väiksem on valgupilk ja seda kõrgem on energia tihedus, mis teeb selle sobivamaks peenprotsessile.
2. Peafunktsioon: Tasapinnalise skaneerimise saavutamine
Just see eristab väliobjektiivi tavalistest kumeratest läätsedest. Kui kasutatakse ainult tavapäriseid läätsi, muutub skannermirroori mootori kallutamisel kiirte fookuse positsioon märgistustasapinnal, mis põhjustab fookuspinna sfäärilise kuju (st "välikõverus"). See tähendab, et märgistustasapinna ääred jäävad fookusest eespoole või taga, mistõttu need on hägused ja energiakogus ebapiisavad.
Väliobjektiiv suudab erilise optilise konstruktsiooni abil sirgendada peegliga skannimisel tekkinud sfäärilise fookusvälja tasapinnaks. Olenemata sellest, millisel nurgal kiirtekiir langeb väliobjektiivile, suudab see need fokuseerida ühte ja samasse tasapinnale. See tagab, et kogu märgistusalal (näiteks 100 mm x 100 mm) jääks valguplaami suurus ja energiatihedus igas punktis ühtlaseks, saavutades sellega kvaliteetse märgistuse, millel on selged ääred ning ühtlane sügavus nii keskel kui ka piirkel.
3. Otsustamisroll: Märgistusvahemiku ja paigasuuruse määramine
Välilätsi fookuskaugus määrab otse kahte olulist jõudlustunnust laserimärgistusmasinal:
Märgistusvahemik: Mida pikem on välilätsi fookuskaugus, seda suurem on märgistusvahemik. Näiteks võib 100 mm fookuskaugusega välilätsi maksimaalne märgistusvahemik olla 100 mm x 100 mm, samas kui 330 mm fookuskaugusega väliläts võib jõuda 300 mm x 300 mm-ni. Selle eest tuleb aga maksta sellega, et suurel alal märgistades on energia tihedus suhteliselt madalam.
Paigasuurus: Mida lühem on välilätsi fookuskaugus, seda väiksem on fokuseeritud paigasuurus ja seda kõrgem on töötlemise täpsus. See sobib eriti hästi ultraväikeste detailide märgistamiseks, nagu mikroaukude, QR-koodide ja peenete mustrite puhul. Samas on vastavalt sellele ka selle märgistusvahemik väiksem.
Seetõttu peavad kasutajad valima sobiva väljaläätse fookuskauguse töödeldava detaili suuruse ja täpsusnõuete põhjal ning leidma kompromissi märgistusvahemiku ja töötlemistäpsuse vahel.
III. Väljaläätsede peamised tehnilised parameetrid ja valikuniisud
Sobiva väljaläätsi valimine on oluline märgistuse efekti optimeerimiseks:
Fookuskaugus: nagu eespool mainitud, on see valiku esmane kriteerium.
Lühike fookuskaugus (nt F=100mm - 163mm): kitsas vahemik, kõrge täpsus, kõrge energiatihedus. Sobib elektroonikakomponentide, meditsiiniseadmete, teiste, räniplaatide jms peenmärgistamiseks.
Keskmine fookuskaugus (nt F=210mm - 254mm): pakub parima tasakaalu vahemiku ja täpsuse vahel ning on kõige universaalsem. Sobib enamus metall- ja plasttoodete logode ja seerianumbrite märgistamiseks.
Pikk fookuskaugus (nt F=330mm - 420mm): Sobib laialaiulise märgistamiseks või 3D kõverpinnalise märgistamiseks (suurema sügavusvälja tõttu). Rakendatav automotive osade, suurte metalllehtede jne puhul.
Siseneval valguplaadi suurus: Väljaläätsel on maksimaalse ava piirang. On vaja tagada, et laserkiire diameeter galvanomeetrist väljumisel oleks väiksem kui lubatud siseneva valguplaadi suurus väljaläätsel. Muul juhul plokkitakse äärealgus, mis põhjustab energiakaotuse ja plaadi deformatsiooni.
Sügavusväli: Viitab sügavuse vahemikule, kus saab fookuspunktist ees- ja tagaspidi selge pildi. Pika fookuskaugusega väljaläätsel on suurem sügavusväli ning see seab madalamat nõuet tööpiece pinna tasasusele. See sobib paremini kergelt kumeratel kõverpindadel märgistamiseks.
Poksu: Kõrgekvaliteedilised peegeldusevastased poksud võivad oluliselt vähendada laserkiirguse peegeldumisega kaotust läätse pinnal, parandada energiakasutust ja kaitsta läätsi kõrgete temperatuuride eest. Poks tuleb valida vastavalt laserikiirguse lainepikkusele (nt 1064 nm, 10,6 μm, 355 nm).
IV. Väljaläätsede hooldus ja hoolitsus
Kui täpsete optiliste komponentidena vajavad väljaläätsed hoolikat hooldust:
Saastrupitsuse ennetamine: Töötlemise ajal tekkinud suits ja pritskuvad ained saastavad väljaläätsede pindu, mõjutades valgusläätsust ja märgistamise efektiivsust ning võivad isegi põhjustada läätse pragunemist kohaliku soojusimahukuse tõttu.
Puhastusmeetod: Kasutage professionaalset õhupuhastit, anhüürset etanooli ja läätsepuhastuspaberit. Puhastage lääts keskpunktist servadeni spiraalsel viisil õrnalt.
Mõju ennetamine: Vältige igasuguseid füüsilisi kokkupõrkeid, et vältida optilise pinna kahjustamist.

Lõpetuseks, kuigi väliobjektiiv on väike, on see lasermärgistusmasina optilise süsteemi üks tuumakomponente. See ei toimi mitte ainult energia kogujana, vaid ka skaneerimistasandi „tasandusseadmena“, millel on otsene mõju märgistamisoperatsiooni täpsusele, ulatusele ja ühtlasele iseloomule. Lasermärgistussüsteemi valikul ja konfigureerimisel on oluline täielikult mõista väliobjektiivi põhimõtteid ja funktsioone, valida sobiv väliobjektiiv tegelike rakendusnõuete alusel ning teostada regulaarset hooldust. See on vältimatu samm selleks, et tagada seadme parim tööjõudlus ja saavutada täiuslikud töötlemistulemused.