Ce rol are lentila de câmp într-o mașină de marcat cu laser?

În timpul gravurii cu laser, oglinda de câmp joacă un rol esențial. Să înțelegem și să explorăm acum funcția sa.
1. Ce este o oglindă de câmp?
Oglinzile de câmp sunt un component principal în sistemul optic al unei mașini de marcat cu laser. Ele sunt de obicei instalate după sistemul de scanare cu oglinzi. Rolul lor principal este acela de a focaliza fasciculul laser care a fost deviat și reflectat de către oglinzi într-un punct luminos extrem de concentrat și foarte mic, asigurând în același timp că acest punct formează o zonă de scanare plană și fără distorsiuni pe suprafața de marcare.
II. Cele trei funcții principale ale lentilelor de câmp
Funcțiile lentilelor de câmp merg mult dincolo de „focalizare”. Ele se manifestă în mod specific în următoarele trei aspecte cheie:
Funcția principală: Concentrarea energiei laser
Aceasta este funcția cea mai fundamentală a obiectivului de câmp. După ce fasciculul laser trece prin extensorul de fascicul și este colimat, deși este un fascicul paralel, densitatea energetică este relativ dispersată și nu poate fi utilizată direct pentru prelucrare. Obiectivul de câmp, prin proiectarea sa precisă a suprafeței curbe, concentrează fasciculul laser paralel incident într-un punct foarte mic. Conform principiilor optice, densitatea energetică în punctul focal va crește exponențial, atingând pragul necesar vaporizării instantanee sau modificării proprietăților fizice și chimice ale suprafeței materialului, realizând astfel scopul marcării și gravării. Cu cât lungimea focală a obiectivului de câmp este mai scurtă, cu atât capacitatea de focalizare este mai puternică, patina de lumină este mai mică, iar densitatea energetică este mai mare, ceea ce îl face mai potrivit pentru prelucrări fine.
2. Funcție cheie: Realizarea scanării pe câmp plan
Acest lucru face ca lentele de câmp să se distingă de lentilele convexe obișnuite. Dacă se folosesc doar lentile obișnuite, atunci când motorul oglinzii de scanare deviază fasciculul laser, poziția focalizării acestuia pe planul de marcare se modifică, rezultând o formă sferică a planului focal (adică „curbura de câmp”). Aceasta înseamnă că marginile planului de marcare vor fi în fața sau în spatele punctului focal, devenind neclare și insuficient de energice.
Lenta de câmp, prin intermediul unui design optic special, poate „netezi” câmpul focal sferic creat de oglinda de scanare, transformându-l într-un plan. Indiferent de unghiul la care fasciculul laser intră pe lenta de câmp, aceasta îl poate focaliza pe același plan. Acest lucru asigură faptul că, în întreaga zonă de marcare (de exemplu, 100 mm x 100 mm), dimensiunea și densitatea energetică a petei luminoase rămân constante în fiecare punct, permițând astfel obținerea unui efect de marcare de înaltă calitate, cu margini clare și adâncime uniformă atât în centru, cât și la periferie.
3. Rolul în luarea deciziilor: Definirea domeniului de marcare și dimensiunii spotului
Distanța focală a obiectivului de câmp determină direct cei doi parametri principali de performanță ai mașinii de marcat cu laser:
Domeniul de marcare: Cu cât este mai lung obiectivul de câmp, cu atât este mai mare domeniul de marcare. De exemplu, un obiectiv de câmp cu o distanță focală de 100 mm poate avea un domeniu maxim de marcare de 100 mm x 100 mm, în timp ce un obiectiv cu o distanță focală de 330 mm poate ajunge la 300 mm x 300 mm. Totuși, în acest caz, la marcare pe suprafețe mari, densitatea energetică va fi relativ mai scăzută.
Dimensiunea spotului: Cu cât distanța focală a obiectivului de câmp este mai scurtă, cu atât spotul focalizat este mai mic și precizia prelucrării este mai mare. Este potrivit pentru marcare ultra-finină, cum ar fi microgăuri, coduri QR și modele fine. În schimb, domeniul său de marcare este și el mai mic.
Prin urmare, utilizatorii trebuie să selecteze lungimea focală potrivită a obiectivului de câmp în funcție de dimensiunea și cerințele de precizie ale piesei prelucrate, realizând un compromis între domeniul de marcare și precizia procesării.
III. Parametri tehnici principali și recomandări pentru selecția obiectivelor de câmp
Selectarea obiectivului de câmp potrivit este esențială pentru optimizarea efectului de marcare:
Lungimea focală: Așa cum s-a menționat mai sus, acesta este criteriul principal de selecție.
Lungime focală scurtă (de exemplu F=100mm - 163mm): Domeniu îngust, precizie ridicată, densitate energetică mare. Potrivit pentru marcare fină a componentelor electronice, dispozitivelor medicale, bijuteriilor, waferilor de siliciu etc.
Lungime focală medie (de exemplu F=210mm - 254mm): Oferă cel mai bun echilibru între domeniul de acoperire și precizie, având cea mai mare versatilitate. Potrivit pentru marcarea logourilor și numerelor de serie pe majoritatea produselor din metal și plastic.
Distanță focală lungă (de exemplu F=330mm - 420mm): Potrivită pentru marcare pe rază largă sau pentru marcare pe suprafețe curbe 3D (datorită adâncimii mai mari de câmp). Se aplică la piese auto, foi metalice mari etc.
Dimensiunea petei de lumină incidentă: Obiectivul de câmp are o limită maximă de deschidere. Este necesar să se asigure că diametrul fascicolului laser care părăsește galvanometrul este mai mic decât dimensiunea permisă a petei de lumină incidentă pe obiectivul de câmp. În caz contrar, lumina de la margine va fi blocată, ceea ce duce la pierderi de energie și deformarea petei.
Adâncimea de câmp: Se referă la intervalul de adâncime în care pot fi obținute imagini clare în fața și în spatele punctului focal. Adâncimea de câmp a unui obiectiv de câmp cu distanță focală lungă este mai mare, iar cerințele privind netezimea suprafeței piesei sunt mai reduse. Este mai potrivită pentru marcare pe suprafețe curbe ușor ondulate.
Coating: Acoperirile antireflectoare de înaltă calitate pot reduce semnificativ pierderile prin reflexie ale laserului pe suprafața lentilei, pot îmbunătăți utilizarea energiei și pot proteja lenta de deteriorarea datorată temperaturii ridicate. Acoperirea trebuie selectată în funcție de lungimea de undă a laserului (de exemplu, 1064 nm, 10,6 μm, 355 nm).
IV. Întreținerea și grija lentilelor de câmp
Ca componente optice precise, lentilele de câmp necesită o întreținere atentă:
Anti-poluare: Fumul și substanțele proiectate generate în timpul procesării vor contamina suprafața lentilei de câmp, afectând transmiterea luminii și efectul de marcare, iar în unele cazuri pot provoca crăparea lentilei din cauza absorbției locale a căldurii.
Metodă de curățare: Utilizați un jet de aer profesional, alcool anhidru și hârtie pentru curățarea lentilelor. Ștergeți ușor lenta de la centru spre margine, în mișcare spirală.
Prevenirea impactului: Evitați orice coliziune fizică pentru a preveni deteriorarea suprafeței optice.

În concluzie, deși obiectivul de câmp este mic, acesta este una dintre componentele esențiale ale sistemului optic al unei mașini de marcat cu laser. Nu doar că acționează ca un concentrator de energie, dar servește și ca un „dispozitiv de nivelare” pentru planul de scanare, determinând în mod direct precizia, raza de acțiune și uniformitatea operațiunii de marcare. La selectarea și configurarea unui sistem de marcare cu laser, este esențial să înțelegeți pe deplin principiile și funcțiile obiectivului de câmp, să alegeți obiectivul potrivit în funcție de cerințele reale ale aplicației și să efectuați întreținere regulată. Acesta este un pas indispensabil pentru a vă asigura că echipamentul funcționează la performanța maximă și obține rezultate perfecte de prelucrare.