Hva er rolle til feltlinsen i en lasermerkingsmaskin?

Under lasergravering spiller feltlinsen en avgjørende rolle. La oss nå forstå og utforske dens funksjon.
1. Hva er en feltlinse?
Feltlinsen er en kjernekomponent i det optiske systemet til en lasermerkingsmaskin. Den er vanligvis installert etter speilskannersystemet. Dens hovedoppgave er å fokusere laserstrålen som har blitt avbøyd og reflektert av speilet, til et svært konsentrert og ekstremt lite lyspunkt, og sørge for at dette lyspunktet danner et flatt og forvrengningsfritt skanningsområde på merkeflaten.
II. De tre kjernefunksjonene til feltlinser
Funksjonene til feltlinser går langt utover "fokusering". De viser seg spesifikt i følgende tre hovedaspekter:
Kjernefunksjon: Konsentrering av laserenergi
Dette er den mest grunnleggende funksjonen til feltlinsen. Etter at laserstrålen har passert gjennom stråleutvidderen og blitt kollimert, er den selv om den er parallell, relativt spredt i energitetthet og kan ikke brukes direkte til bearbeiding. Feltlinsen, gjennom sin nøyaktige buede overflate, fokuserer den innkommende parallelle laserstrålen til et svært lite punkt. Ifølge optiske prinsipper vil energitettheten i brennpunktet øke eksponentielt, og nå terskelen for momentan fordampning eller endring av materialoverflatens fysiske og kjemiske egenskaper, og dermed oppnå formålet med merking og gravering. Jo kortere brennvidde feltlinsen har, desto sterkere er fokuseringsevnen, jo mindre blir lysflekken og jo høyere blir energitettheten, noe som gjør den mer egnet for finbearbeiding.
2. Hovedfunksjon: Oppnå flatefelt-skaning
Dette er det som skiller feltlinsen fra vanlige konvekse linser. Hvis kun vanlige linser brukes, vil posisjonen til laserstrålens fokus på merkeplanet endre seg når motoren til skanningspeilet avbøyes, noe som resulterer i en kuleformet form for fokusplanet (dvs. "feltkrumning"). Dette betyr at kantene på merkeplanet vil være foran eller bak fokuset, og bli uskarpe og mangle energi.
Gjennom et spesielt optisk design kan feltlinsen "flate ut" den kuleformede fokalplanet dannet av speilskanningen til et plan. Uansett hvilken vinkel laserstrålen treffer feltlinsen, kan den fokusere den på samme plan. Dette sikrer at størrelsen og energitettheten til lysflekken forblir konstant i hvert punkt innenfor hele merkeområdet (for eksempel 100 mm x 100 mm), og dermed oppnås en høykvalitets merking med skarpe kanter og jevn dybde både i sentrum og ved periferien.
3. Beslutningsrolle: Definere merkeområdet og prikkstørrelse
Brennvidden til feltlinsen bestemmer direkte de to viktigste ytelsesparametrene til lasermerkingsmaskinen:
Merkeområde: Jo lengre feltlinse, desto større er merkeområdet. For eksempel kan en feltlinse med brennvidde på 100 mm ha et maksimalt merkeområde på 100 mm x 100 mm, mens en feltlinse med brennvidde på 330 mm kan nå opp til 300 mm x 300 mm. Men til gjengjeld vil energitettheten være relativt lavere ved marking over stort areal.
Prikkstørrelse: Jo kortere brennvidde feltlinsen har, desto mindre blir den fokuserte prikken, og jo høyere blir bearbeidingsnøyaktigheten. Den er egnet for ekstremt fin marking, som mikrohull, QR-koder og fine mønstre. Tilsvarende vil imidlertid merkeområdet også være mindre.
Derfor må brukere velge passende brennvidde for feltlinsen basert på størrelse og presisjonskrav til det bearbeidede arbeidsstykket, og foreta en avveining mellom merkeområdet og prosesseringpresisjon.
III. Hovedtekniske parametere og valgkriterier for feltlinser
Valg av riktig feltlinse er avgjørende for å optimalisere merkingseffekten:
Brennvidde: Som nevnt ovenfor, er dette hovedkriteriet for valg.
Kort brennvidde (f.eks. F=100 mm - 163 mm): Smalt område, høy presisjon, høy energitetthet. Egnet for finmerking av elektroniske komponenter, medisinsk utstyr, smykker, silisiumwafer osv.
Middels brennvidde (f.eks. F=210 mm - 254 mm): Gir best balanse mellom område og presisjon, og har størst allsidighet. Egnet for merking av logoer og serienumre på de fleste metall- og plastprodukter.
Lang brennvidde (f.eks. F=330 mm – 420 mm): Egnet for merking over stort område eller for merking av 3D buede flater (pga. større dybdeskarphet). Kan brukes på bilkomponenter, store metallplater osv.
Innkommende lysprikstørrelse: Feltsynet har en maksimal åpning. Det er nødvendig å sikre at diameteren til laserstrålen som går ut fra galvanometeret er mindre enn tillatt innkommende lysprikstørrelse for feltsynet. Ellers vil kantlyset blokkeres, noe som fører til energitap og forvrengning av prikken.
Dybdeskarphet: Henviser til dybdeområdet der skarpe bilder kan oppnås foran og bak fokuspunktet. Dybdeskarpheten er større ved et feltsystem med lang brennvidde, og det stiller lavere krav til flatheten på arbeidsstykkets overflate. Mer egnet for merking på svakt buede overflater.
Bekledning: Høykvalitets antirefleksjonsbelegg kan betydelig redusere refleksjonstapet for laseren på linsens overflate, forbedre energiutnyttelsen og beskytte linsen mot høyt temperaturskade. Bekledningen bør velges basert på laserbølgelengden (for eksempel 1064 nm, 10,6 μm, 355 nm).
IV. Vedlikehold og omsorg for feltlenser
Som presisjonsopptiske komponenter krever feltlenser omhyggelig vedlikehold:
Anti-forurensning: Røyken og sprutene som dannes under prosessering vil forurense overflaten av feltlinsen, påvirke lysgjennomgangen og merkingseffekten, og kan til og med føre til at linsen sprekker på grunn av lokal varmeabsorpsjon.
Rengjøringsmetode: Bruk profesjonell luftpumpe, vannfritt etanol og linsereinse-papir. Tørk forsiktig linsen fra sentrum til kanten i en spiralformet bevegelse.
Støtsikring: Unngå alle fysiske kollisjoner for å forhindre skader på den optiske overflaten.

Til sammenhengen er feltlinsen selv om den er liten, en av hovedkomponentene i det optiske systemet til en lasermerkingsmaskin. Den virker ikke bare som en energikoncentrator, men også som en «jevnføringsenhet» for skanneplanet, og bestemmer direkte nøyaktigheten, rekkevidden og jevnheten i merkingsoperasjonen. Når man velger og konfigurerer et lasersystem, er det avgjørende å fullt ut forstå prinsippene og funksjonene til feltlinsen, velge riktig feltlinse basert på faktiske bruksbehov, og utføre regelmessig vedlikehold. Dette er et uunnværlig steg for å sikre at utstyret fungerer med optimal ytelse og oppnår perfekte bearbeidingsresultater.