Akú úlohu hrá poľový objektív v laserovej značiacej machine?

Počas laserového gravírovania hrá poľové zrkadlo kľúčovú úlohu. Poďme teraz porozumieť a preskúmať jeho funkciu.
1. Čo je poľové zrkadlo?
Poľové zrkadlo je kľúčovou súčasťou optického systému laserovej značiacej stroja. Zvyčajne sa inštaluje za systémom skenovacích zrkadiel. Jeho hlavnou úlohou je zamerať laserový lúč, ktorý bol odchýlený a odrazený zrkadlom, do vysokej koncentrácie a extrémne malého svetelného bodu a zabezpečiť, aby tento bod vytvoril rovný a bezskreslený skenovací priestor na značiacej ploche.
II. Tri základné funkcie poľových šošoviek
Funkcie poľových šošoviek siahajú ďaleko za rámec „zaostrenia“. Konkrétne sa prejavujú v nasledujúcich troch kľúčových aspektoch:
Základná funkcia: Sústredenie laserovej energie
Toto je najzákladnejšia funkcia poľovej šošovky. Po prechode laserového lúča cez expander a kolimáciu, aj keď ide o rovnobežný lúč, je hustota energie relatívne rozptýlená a nemôže byť priamo použitá na spracovanie. Poľová šošovka sústredí dopadajúci rovnobežný laserový lúč do veľmi malého bodu prostredníctvom presného tvaru svojho zakriveného povrchu. Podľa optických princípov sa hustota energie v ohnisku exponenciálne zvyšuje, dosahujúc prahovú hodnotu pre okamžité odparenie alebo zmenu fyzikálnych a chemických vlastností povrchu materiálu, čím sa dosiahne účel značenia a gravírovania. Čím kratšia je ohnisková vzdialenosť poľovej šošovky, tým silnejšia je schopnosť sústredenia, menší je svetelný bod a vyššia je hustota energie, čo ju robí vhodnejšou pre jemné spracovanie.
2. Kľúčová funkcia: Dosiahnutie rovinného skenovania
To je to, čo odlišuje polohový objektív od bežných vyklenutých šošoviek. Ak sa použijú iba bežné šošovky, pri vychyľovaní motora skenovacieho zrkadla sa bude meniť poloha ohniska laserového lúča na značiacej rovine, čo spôsobí guľový tvar ohniskovej roviny (t. j. „krivku poľa“). To znamená, že okraje značiacej roviny budú pred alebo za ohniskom, čo spôsobí ich rozmazanosť a nedostatočnú energiu.
Polohový objektív špeciálnym optickým dizajnom dokáže „vyrovnať“ guľové ohniskové pole vytvorené skenovaním zrkadla do roviny. Bez ohľadu na uhol dopadu laserového lúča na polohový objektív ho dokáže zamerať do tej istej roviny. Tým sa zabezpečí, že v celom rozsahu značenia (napríklad 100 mm x 100 mm) zostane veľkosť a hustota energie svetelného bodu v každom bode konzistentná, čo umožňuje dosiahnuť kvalitný efekt značenia s ostrými okrajmi a rovnomernou hĺbkou po celom stredovom aj periférnom priestore.
3. Rola pri rozhodovaní: Definovanie rozsahu značenia a veľkosti bodu
Ohnisková vzdialenosť poľovej šošovky priamo určuje dva kľúčové prevádzkové parametre laserovej značiarky:
Rozsah značenia: Čím je väčšia ohnisková vzdialenosť poľovej šošovky, tým je väčší rozsah značenia. Napríklad poľová šošovka s ohniskovou vzdialenosťou 100 mm môže mať maximálny rozsah značenia 100 mm x 100 mm, zatiaľ čo šošovka s ohniskovou vzdialenosťou 330 mm môže dosiahnuť 300 mm x 300 mm. Avšak za cenu toho, že pri značení na veľkej ploche bude energetická hustota relatívne nižšia.
Veľkosť bodu: Čím kratšia je ohnisková vzdialenosť poľovej šošovky, tým menší je zameraný bod a vyššia je presnosť spracovania. Je vhodná pre ultrajemné značenie, ako sú mikrodiery, QR kódy a jemné vzory. Vzhľadom na to však má tiež menší rozsah značenia.
Preto musia používatelia vybrať vhodnú ohniskovú vzdialenosť poľovej šošovky na základe veľkosti a presnosti požadovaných spracovávaných súčiastok a urobiť kompromis medzi rozsahom značenia a presnosťou spracovania.
III. Hlavné technické parametre a smernice pre výber poľových šošoviek
Výber vhodnej poľovej šošovky je kľúčový pre optimalizáciu efektu značenia:
Ohnisková vzdialenosť: Ako bolo uvedené vyššie, ide o hlavné kritérium výberu.
Krátka ohnisková vzdialenosť (napr. F=100 mm – 163 mm): Úzky rozsah, vysoká presnosť, vysoká hustota energie. Vhodné pre jemné značenie elektronických komponentov, lekárskych prístrojov, šperkov, kremíkových platní atď.
Stredná ohnisková vzdialenosť (napr. F=210 mm – 254 mm): Ponúka najlepší pomer medzi rozsahom a presnosťou a má najväčšiu univerzálnosť. Vhodné na značenie logotypov a sériových čísel na väčšine kovových a plastových výrobkov.
Dlhá ohnisková vzdialenosť (napr. F=330 mm – 420 mm): vhodná pre značenie na veľkom rozsahu alebo pre značenie na 3D zakrivených plochách (v dôsledku väčšej hĺbky ostrosti). Použiteľné na autodiely, veľké kovové plechy atď.
Veľkosť vstupného svetelného bodu: Poľová šošovka má maximálny otvor. Je potrebné zabezpečiť, aby priemer laserového lúča vychádzajúceho z galvanometra bol menší ako povolený vstupný svetelný bod poľovej šošovky. V opačnom prípade bude okrajové svetlo blokované, čo spôsobí stratu energie a deformáciu bodu.
Hĺbka ostrosti: Označuje rozsah hĺbky, v ktorom je možné získať ostré obrazy pred a za ohniskom. Hĺbka ostrosti poľovej šošovky s dlhou ohniskovou vzdialenosťou je väčšia a má nižšie požiadavky na rovinatosť povrchu obrobku. Je viac vhodná na značenie na mierne nerovných zakrivených plochách.
Náter: Vysokokvalitné antireflexné nátery môžu výrazne znížiť odrazové straty lasera na povrchu šošovky, zlepšiť využitie energie a chrániť šošovku pred poškodením spôsobeným vysokou teplotou. Náter je potrebné vybrať na základe vlnovej dĺžky lasera (napr. 1064 nm, 10,6 μm, 355 nm).
IV. Údržba a starostlivosť o polohové šošovky
Keďže ide o presné optické komponenty, polohové šošovky vyžadujú starostlivú údržbu:
Ochrana pred znečistením: Kúdolie a rozptýlené látky vznikajúce počas spracovania znečistia povrch polohovej šošovky, čo ovplyvňuje priepustnosť svetla a kvalitu značenia, a dokonca môže spôsobiť prasknutie šošovky kvôli lokálnemu tepelnému nasákaniu.
Spôsob čistenia: Použite profesionálny vzduchový fúkač, bezvodý etanol a čistiace papieriky na šošovky. Šošovku jemne utierajte zvnútra smerom von v kruhových pohyboch.
Predchádzanie nárazom: Vyhnite sa akémukoľvek fyzickému nárazu, aby ste predišli poškodeniu optického povrchu.

Záverom, hoci je poľová šošovka malá, je jednou z kľúčových komponentov optického systému laserovej označovacej stroja. Okrem toho, že slúži ako koncentrátor energie, pôsobí aj ako „vyrovnávací zariadenie“ pre skenujúcu rovinu, priamo určujúc presnosť, rozsah a rovnomernosť procesu označovania. Pri výbere a konfigurácii laserového označovacieho systému je nevyhnutné plne poznať princípy a funkcie poľovej šošovky, vybrať vhodnú poľovú šošovku na základe skutočných požiadaviek aplikácie a pravidelne vykonávať údržbu. Toto je nevyhnutným krokom na zabezpečenie optimálneho výkonu zariadenia a dosiahnutie dokonalých výsledkov spracovania.