Kakšno vlogo ima poljski leči v laserskem markirnem stroju?

Med laserskim graviranjem poljsko zrcalo igra ključno vlogo. Poglejmo si in raziskajmo njegovo funkcijo.
1. Kaj je poljsko zrcalo?
Poljsko zrcalo je temeljni sestavni del optičnega sistema laserskega markirnega stroja. Navadno je nameščeno za sistemom zrcalnega skeniranja. Njegova glavna naloga je usmeriti laserski žarek, ki ga je odklonilo in odbilo zrcalo, v močno koncentrirano in izjemno majhno svetlobno piko ter zagotoviti, da se ta pika na površini za markiranje oblikuje v ravno in brezdistorsko skenirno cono.
II. Tri osnovne funkcije poljskih leč
Funkcije poljskih leč segajo daleč naprej od »fokusiranja«. Posebej se kažejo v naslednjih treh ključnih vidikih:
Osnovna funkcija: Koncentriranje laserske energije
To je najosnovnejša funkcija poljske leče. Po tem, ko laserne žarke preidejo skozi razširjevalec žarka in se kolimirajo, čeprav gre za vzporedni žarek, je gostota energije relativno razpršena in ne more biti neposredno uporabljena za obdelavo. Poljska leča s pomočjo natančnega ukrivljenega površinskega dizajna usmeri vpadajoči vzporedni laser v zelo majhno točko. Glede na optična načela se gostota energije v gorišču eksponentno poveča, doseže prag trenutnega izhlapevanja ali spremeni fizične in kemične lastnosti površine materiala ter tako omogoči namensko označevanje in graviranje. Krajša goriščna razdalja poljske leče pomeni močnejšo fokusacijsko sposobnost, manjšo svetlobno piko in višjo gostoto energije, kar jo naredi bolj primerno za fino obdelavo.
2. Ključna funkcija: Doseganje ravanskega skeniranja
To je tisto, kar loči poljsko lečo od navadnih konveksnih leč. Če se uporabljajo samo navadne leče, se pri odklonu motorja skenirnega zrcala spremeni lega žarišča laserskega žarka na označevalni ravnini, kar povzroči sferično obliko žariščne ravnine (tj. »krivuljo polja«). To pomeni, da bodo robovi označevalne ravnine pred ali za žariščem, zaradi česar bodo neostri in brez zadostne energije.
Poljska leča s posebno optično konstrukcijo lahko »splošči« sferično žariščno polje, ki ga ustvari skeniranje z zrcali, v ravnino. Ne glede na kot, pod katerim pada laserski žarek na poljsko lečo, ga lahko usmeri v isto ravnino. To zagotavlja, da velikost in gostota energije svetlobne pike na vsaki točki ostanejo enakomerni po celotnem območju označevanja (npr. 100 mm x 100 mm), s čimer se doseže visokokakovostni učinek označevanja z jasnimi robovi in enakomerno globino tako v središču kot na periferiji.
3. Vloga pri odločanju: Določitev obsega označevanja in velikosti točke
Goriščna razdalja poljske leče neposredno določa dva ključna parametra zmogljivosti laserskega stroja za označevanje:
Obseg označevanja: Daljša kot je poljska leča, večji je obseg označevanja. Na primer, poljska leča z goriščno razdaljo 100 mm ima lahko največji obseg označevanja 100 mm x 100 mm, medtem ko lahko poljska leča z goriščno razdaljo 330 mm dosegne 300 mm x 300 mm. Vendar pri tem, ko označujemo na večji površini, bo energijska gostota sorazmerno nižja.
Velikost točke: Krajša kot je goriščna razdalja poljske leče, manjša je fokusirana točka in višja natančnost obdelave. Primerna je za ultrafine postopke označevanja, kot so mikro luknje, QR kodi in drobni vzorci. Ustrezen obseg označevanja pa je pri tem tudi manjši.
Zato morajo uporabniki izbrati primerno gorišče objektiva glede na velikost in zahteve po natančnosti obdelovanca ter najti kompromis med območjem označevanja in natančnostjo obdelave.
III. Glavni tehnični parametri in smernice za izbiro objektivov
Izbira ustreznega objektiva je ključna za optimizacijo učinka označevanja:
Gorišče: Kot je omenjeno zgoraj, je to glavni kriterij pri izbiri.
Kratko gorišče (npr. F=100 mm - 163 mm): ožje območje, visoka natančnost, visoka gostota energije. Primerno za fino označevanje elektronskih komponent, medicinskih naprav, nakita, silicijevih plošč itd.
Srednje gorišče (npr. F=210 mm - 254 mm): ponuja najboljši kompromis med obsegom in natančnostjo ter ima največjo univerzalnost. Primerno za označevanje logotipov in serijskih številk na večini kovinskih in plastičnih izdelkov.
Dolga žariščna razdalja (npr. F=330 mm - 420 mm): Primerna za označevanje na večjem območju ali za označevanje na 3D ukrivljenih površinah (zaradi večje globinske ostrine). Uporablja se za avtomobilske dele, velike kovinske pločevine itd.
Velikost svetlobnega lisa vpadajočega žarka: Poljska leča ima omejitev največjega odprtine. Treba je zagotoviti, da je premer laserskega žarka, ki izhaja iz galvanometra, manjši od dovoljene velikosti vpadajočega svetlobnega lisa poljske leče. Sicer bo robni del svetlobe blokiran, kar povzroči izgubo energije in deformacijo lisa.
Globinska ostrina: Nanaša se na območje globine, v katerem se lahko pred in za žariščem dobijo jasne slike. Globinska ostrina dolge žariščne razdalje je večja, zato so zahtevi za ravnost površine obdelovanca nižji. Zato je primernejša za označevanje na rahlo valovitih ukrivljenih površinah.
Prevleka: Visoko kakovostne protiodsevne prevleke lahko znatno zmanjšajo odboj izgube laserja na površini leče, izboljšajo uporabo energije in zaščitijo lečo pred poškodbami zaradi visoke temperature. Prevleka naj bo izbrana glede na valovno dolžino laserja (npr. 1064 nm, 10,6 μm, 355 nm).
IV. Vzdrževanje in nega poljskih leč
Kot natančne optične komponente zahtevajo poljske leče skrbno vzdrževanje:
Zaščita pred onesnaženjem: Dim in razpršene snovi, ki nastajajo med obdelavo, onesnažujejo površino poljske leče, kar vpliva na prepustnost svetlobe in učinek označevanja ter lahko povzroči razpoke v leči zaradi lokalnega toplotnega sprejema.
Način čiščenja: Uporabite profesionalni zračni meh, brezvodni etanol in brisačo za leče. Lečo previdno brišite od sredine proti robu v spiralni smeri.
Preprečevanje udarcev: Izogibajte se kakršnim koli fizičnim trkom, da preprečite poškodbe optične površine.

Zaključno lahko rečemo, da je čeprav poljski leča majhna, predstavlja eno od osrednjih komponent optičnega sistema laserske označevalne naprave. Poleg tega, da deluje kot koncentrator energije, služi tudi kot »izravnalno napravo« za skenirno ravnino in neposredno določa natančnost, obseg ter enakomernost postopka označevanja. Pri izbiri in konfiguraciji laserskega označevalnega sistema je nujno temeljito razumeti načela in funkcije poljske leče, izbrati ustrezno poljsko lečo glede na dejanske zahteve uporabe ter redno izvajati vzdrževanje. To je neizogibna stopnja, da se zagotovi najboljše delovanje opreme in popolni rezultati obdelave.