Fiber laser va to‘g‘ridan-to‘g‘ri diodli laser: Asosiy farqlar va qo‘llash qo‘llanmasi

Kirish

Sanoatda bugungi kunda belgilash, kesish, payvandlash va sirtlarni qayta ishlash uskunalari ko'pincha voloknali lazerlar va to'g'ridan-to'g'ri diod (yarimo'tkazgich) lazerlari bilan quvvatlantiriladi — va bu ikkala tizim odatda adashtiriladi. Ikkalasi ham qattiq holatdagi manbalardir, ikkalasi ham yaqin infraqizil spektrda nurlantiradi va ikkalasi ham nurli nuri optik volokn orqali yetkaziladi.

Biroq, yorug'likning hosil bo'lish usuli asosan to'lqin uzunligini, nurning sifatini, elektr energiyasidan foydalanish samaradorligini, dastlabki xarajatlarni va har bir manbaning bajarishi mumkin bo'lgan aniq ilovalarni o'zgartiradi. Ushbu qo'llanma sizga ishlab chiqarish jarayoningizga mos keladigan to'g'ri manbani tanlashda yordam berish uchun voloknali va to'g'ridan-to'g'ri diod lazerlarini solishtiradi.

Har bir manba nurni qanday hosil qiladi

• To'g'ridan-to'g'ri diod lazeri: Yorug'lik bevosita yarimo'tkazgich plastinkalar tomonidan hosil qilinadi. Tok diod o'zegi orqali o'tadi va fotonlar darhol chiqib ketadi. Sanoat birligi yuqori quvvatni erishish uchun bir nechta nurlantiruvchilarni bir-birining ustiga qo'yadi va elektr energiyasini oraliq muhitdan foydalana olmaydigan bitta bosqichda yorug'likka aylantiradi.

• Tolali lazer: Jarayon nasos diodlaridan (odatda 808–980 nm da ishlaydi) boshlanadi. Bu yorug'lik odatda itterbiy bilan aralashgan optik tolaga uzatiladi va 1064–1080 nm (odatda 1070 nm deb ataladi) da yuqori intensivlikdagi chiqish nuri hosil qilish uchun kuchaytiriladi. Nasos diodlarini yoqilg'iga, aralashgan tolani esa dvigatelga solishtiring.

Asosiy farqlar bir zarg'aloqda

Nurning sifati va to'lqin uzunligi: Nima uchun ular muhim?

Nurning sifati ikkala texnologiya o'rtasidagi eng muhim farqdir. Shuning uchun tolali laser energiyasini mikroskopik nuqtada (o'nlab mikron) jamlab, qalin po'latni tozalik bilan kesish, aniq mikro-belgilarni yaratish va chuqur penetrlashli yopishuv uchun barqaror 'kalitli suv'ni saqlash uchun kerakli ekstremal intensivlikka erishadi.

To'g'ridan-to'g'ri diod nuri ancha kam yorqin. U past quvvat zichligi bilan kengroq sirt maydonini qamrab oladi, shu sababli aniq kesish yoki nozik gravuralarga nisbatan bir xil issiqlik jarayonlari uchun idealdir.

To'lqin uzunligi shuningdek, spektr chegaralarida materialning yutishini belgilaydi. Standart yaqin-IR diod tizimlari va volokonli laserlar aksariyat strukturaviy metallarga osongina yutiladi. Biroq, mis va oltin kabi yuqori darajada aks ettiruvchi metallar yaqin-IR nurlarni kuchli aks ettiradi — bu elektronika va e-mobillik ishlab chiqarishida aks ettiruvchi detallarni qo'llab-quvvatlash uchun ko'k (taxminan 450 nm) va yashil diod variantlaridan foydalanishni rag'batlantiradi.

Samaradorlik va ishga tushirish xarajatlari

Bir to'g'ridan-bir diod tizimlari eng elektr samarador sanoat laserlarini ifodalaydi va ular devor quvvatining 40% dan 50% gacha qismini eng arzon vatt narxida foydali nurlanish quvvatiga aylantiradi. Volokonli laserlar esa yorug'lik qo'shimcha kuchaytirish bosqichidan o'tishi sababli 25% dan 40% gacha samaradorlikda biroz pastroq joylashgan.

Biroq, devorga ulanish samaradorligi faqat qismi tarixni aytadi. Volokonli laser ko'pincha yuqori aniqlikdagi vazifalarni ancha kam umumiy energiya sarfi bilan va kamroq vaqtda bajaradi, ya'ni bir dona mahsulotni ishlab chiqarish xarajatlari hali ham volokonli laserga qaratilgan bo'lishi mumkin.

Ikkala texnologiya ham qattiq holatdagi lazerlar bo'lib, gaz to'ldirish, aynan oyna sozlamalari yoki nozik shisha naychalarga ehtiyoj yo'q. Volokonli lazerlar deyarli hech qanday texnik xizmat talab qilmaydi, to'g'ridan-to'g'ri diodli izlarni quvvati o'nlab ming soat davomida asta-sekin pasayadi va bu davriy parametrlarni sozlashni talab qilishi mumkin.

Har bir manba qayerga tegishli

Volokonli lazer tanlang, agar:

• Saxtali metallarni kesish kerak bo'lsa: Yengil po'lat, nooddiy po'lat va alyuminiyni ingichka saxta va qalin plastinkalarda ishlash uchun.

• Aniq belgilash va o'yib chizish uchun: Serial raqamlar, logotiplar, shtrix-kodlar va UDI kodlarini metall va plastmassa sirtlariga qo'llash uchun.

• Chuqur kirish yoki tezlikda payvandlash uchun: Qo'l bilan boshqariladigan lazerli payvandlash tizimlarini ham o'z ichiga olgan holda.

• Lazer tozalash: Pul'sli tizimlardan foydalangan holda metall sirtlaridagi zang, oksidlar, bo'yoqlar va qoplamalarni olib tashlash.

To'g'ridan-to'g'ri diodli lazerni quyidagi hollarda tanlang:

• Plastikni payvandlash: Avtomobil korpuslari, sensorlar va tibbiy qurilmalarga o'tkaziladigan payvandlashni amalga oshirish.

• Lazerni qo'llab payvandlash va qotirish: Barqaror, keng hududli issiqlik ta'sirini ta'minlash.

• Yuzani ishlov berish: Yuzani qattiklashtirish, qoplamalar yaratish va oldindan isitish qo'llanmalarini bajarish.

• Keng hududli avtomatlashtirilgan payvandlash: Maxsus nurlarni shakllantiruvchi optika yordamida bo'shliqqa chidamli ulagichlar yaratish.

Qoida: Agar jarayoningiz kesish, gravirovka yoki chuqur kirishli payvandlashni talab qilsa, fiberli lazerni tanlang. Agar qo'llanma keng hududli issiqlik qayta ishlashga asoslangan bo'lsa va har bir vatt uchun kapital xarajatlar aniq nuqta o'lchami ahamiyatini orttirsa, to'g'ridan-to'g'ri diodli laser bilan tanishish maqsadga muvofiq.

Tez-tez beriladigan savollar

Savol: Diodli laser — bu fiberli lazerning ichidagi pump diodlari bilan bir xilmi?

A: Aynan shunday emas. Volokonli lazerning nasos diodlari faqat aralashgan volokonni quvvatlantirish uchun 808–980 nm da yorugʻlik hosil qiladi, soʻngra bu volokon yakuniy ishlov berish nuri sifatida 1064–1080 nm da chiqaradi. Toʻgʻridan-toʻgʻri diodli lazer esa volokon kuchaytirish oʻrtasini umuman oʻtkazib yuboradi va xom diod yorugʻligini bevosita ishlov beriladigan detalgina yoʻnaltiradi.

S: Qaysi lазер manbai metallarni kesish va belgilash uchun yaxshiroq?

J: Volokonli lаzer aniq tanlovdir. Uning diffraksiya chegarasiga yaqin nur oqimi tozа kesimlar va yuqori kontrastli belgilarni yaratish uchun kerak boʻlgan mayda, juda yuqori intensivlikdagi nuqtani hosil qiladi. Toʻgʻridan-toʻgʻri diodli tizimlar bu qoʻllanmalarga kerak boʻlgan yorqinlikka ega emas.

S: Toʻgʻridan-toʻgʻri diodli lazеrlar ishlatishda arzonroqmi?

J: Ularda devorga ulanganda foydalanish samaradorligi yuqori va har bir vatt uchun narxi pastroq. Biroq, yorqinlik darajasi pastroq nur oqimi baʼzi vazifalar uchun yuqori quvvat sozlamalari yoki uzunroq ishlov berish vaqtini talab qilishi mumkin. Har doim elektr samaradorligi koʻrsatkichlariga faqat tayanmasdan, balki sizning aniq qoʻllanmangiz uchun har bir detaldagi ishlab chiqarish xarajatlarini baholang.

Toʻgʻri lаzer manbasini tanlash

Siz tanlagan lazer manbai butun operatsiyaning sifati, qayta ishlash tezligi va birlik iqtisodiyotini belgilaydi. Ilg'or lazer tozalash, payvandlash, belgilash va kesish tizimlarini ishlab chiqaruvchi sifatida biz xaridorlarga kapitalni sarmoya sifatida kiritishdan oldin ushbu omillarni baholashda yordam beramiz. Maqsadli materiallaringiz, ularning qalinligi va ishlab chiqarish tezligi haqida ma'lumotlarni ilg'or dasturiy ta'minot muhandislari jamoamizga yetkazing; biz sizning haqiqiy detallaringizda namuna sinovlarini amalga oshirish orqali eng mos manba va quvvat sinfini tavsiya qilamiz.