Bugün piyasada birçok lazer bulunmaktadır ve her biri kendi özelliklerine, teknik özelliklerine ve entegrasyon seviyelerine sahiptir ve bu da seçim sürecini zorlaştırmaktadır. Malzeme işleme için bir lazer seçerken, her seçeneğin farklılıklarını ve faydalarını anlamak çok önemlidir.
Bu makale okuyuculara lazer sistemleri, yaygın lazer türleri ve malzeme işleme için uygun bir endüstriyel lazer kaynağının nasıl seçileceği hakkında bilgi vermektedir.
İçindekiler
Küresel endüstriyel lazer pazarı
Endüstriyel lazer kaynağı nedir?
Bir lazer kaynağı seçerken dikkate alınması gereken özellikler
Alt satırda
Küresel endüstriyel lazer pazarı
Endüstriyel lazer pazarı USD olarak değerlendi 17.3 2021'de milyar dolar ve %7.2 bileşik yıllık büyüme oranıyla (CAGR) büyüyerek 34.8'da 2030 milyar ABD dolarına ulaşması bekleniyor. Elektronik, otomotiv, medikal sektörlerinde çeşitli amaçlar için uyarılmış emisyonlar kullanan endüstriyel bir lazer sistemi tarafından bir ışık huzmesi üretilir. ve diğer endüstriler. Lazerler öncelikle lehimleme, etiketleme, gravür, kesme, kaynaklama ve işaretleme için kullanılır.
Artan verimlilik, üretkenlik ve hassasiyet için artan talep, endüstriyel lazerler. Ayrıca çeşitli sektörlerde malzeme işleme talebinin artması ve otomotiv sektörünün elektrikli araçlara geçişi gelecekte satışları artıracaktır.
Endüstriyel lazer kaynağı nedir?
Bir lazer, optik amplifikasyon işlemi yoluyla yoğun, tutarlı bir ışık demeti üreten çeşitli bileşenlere ve özelliklere sahiptir. Her biri farklı entegrasyon derecelerine sahip çok sayıda lazer türü vardır. Bütün bunlar lazerlerancak, temel bir bileşen kümesini paylaşır.
Her lazer için enerji kaynağı, ışığı bir kazanç ortamına yönlendirir. Bu kazanç ortamı, belirli bir dalga boyunda ışık yayar ve bir rezonatör, bu optik kazancı aynalar aracılığıyla yükseltir.
Bir lazer kaynağının özelliklerine girmeden önce, en yaygın lazerlerden bazılarına göz atalım:
Katı Hal Lazerleri: Birincil optik kazanç kaynağı olarak, bu lazerler katı camlara veya diğer toprak elementleriyle karıştırılmış kristallere dayanır. Tipik olarak, bu karışık elementler erbiyum, tülyum, krom veya iterbiyumdur. En yaygın katı hal lazer endüstriyel işleme uygulamalarında ruby ve Nd:YAG vardır.
Gaz Lazerleri: Popülasyon inversiyonu olarak bilinen bir teknik kullanılarak, bu lazerlerde ışık üretmek için elektrik akımı bir gazdan geçirilir. Karbon dioksit (CO2), argon, kripton ve helyum-neon en popüler gaz lazerleridir. CO2 lazerler en popüler seçenektir ve lazer kaynağı, kesme ve markalama için yaygın olarak kullanılır.
Fiber Lazerler: Fiber lazerler daha dar ve daha küçük lazer ışınları diğer lazerlere göre daha hassas hale getirerek malzeme işleme uygulamalarında daha hassas hale getirir. Az yer kaplarlar, enerji verimlidirler ve düşük işletme ve bakım maliyetlerine sahiptirler. Fiber lazerler temizleme, kaynak, kesme ve markalama uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bir lazer kaynağı seçerken dikkate alınması gereken özellikler
İlk adım, lazer uygulamasına bağlı olarak lazer tipini belirlemektir. Lazer tipine karar verdikten sonra, ışının gücü, boyutu, dalga boyu ve bakım maliyeti gibi parametreleri belirtilmelidir.
Lazer ışınının dalga boyu
Malzeme işleme için lazer ışınının dalga boyunu incelemek çok önemlidir, çünkü farklı malzemeler farklı dalga boylarında farklı absorpsiyon oranlarına sahiptir. Yaygın olarak kabul edilen bir kural, bir Nd:YAG lazerin 1064 nm dalga boyundaki lazer ışınının çelik ve alüminyum tarafından iyi emildiği, oysa 10600 nm dalga boyunun iyi emildiğidir. lazer karbondioksit (CO2) lazer ışını kumaş, plastik, deri, ahşap ve kağıt tarafından iyi emilir.
Günümüzde mevcut olan en yaygın iki lazer kaynağı CO2 ve fiberdir. elyafa karışan elementlere bağlı olarak. Bir CO2 lazer, gaz bileşimine bağlı olarak 10600, 10300 veya 930 nm'de bir lazer ışını üretebilir. Etkili lazer operasyonları sağlamak için lazer kaynağının dalga boyunu işlenecek malzemeyle eşleştirmek önemlidir.
Bakım maliyetleri
Geçmişte cam tüplü CO2 lazerler ve lamba pompalı Nd:YAG lazerler popülerdi ancak bunların pompa kaynakları yani ark lambası veya gaz dolu cam tüp periyodik olarak değiştirilmek zorundaydı. Her 500 ila 1000 çalışma saatinde bir, kullanıcıların makineyi durdurması ve tüpü veya lambayı değiştirmesi gerekiyordu. Ayrıca, eski nesil CO2 lazerler rezonatörden sürekli bir gaz akışı gerektirir, bu da yüksek işletme maliyetlerine neden olur.
Ancak ileri teknoloji sayesinde fiber lazerlerPazar payının %80'ini oluşturan ve günümüzün en popüler tercihi olan , tamamen bakım gerektirmez. Uzun bir hizmet ömrüne ve tüm optiklerin verimli bir sürekli fiber optik kablonun parçası olduğu benzersiz bir lazer rezonatör tasarımına sahiptirler.
Güç ve odak boyutu
Lazer ışını, farklı uzunluklarda darbeli iken bir odaklama optiği aracılığıyla gönderilebilir. Işın, iş parçası ile temas ettiğinde boyut olarak küçülür ve büyük miktarda enerjiyi etkin bir şekilde küçük bir alana odaklar. Bununla birlikte, lazerin çıktısı, dalga boyundan daha küçük bir boyuta indirgenemez ve düşük kaliteli bir çıktı, yüksek kaliteli bir odak noktası oluşturamaz. Örneğin, bir CO2 lazer odak noktasını 10600 nm'nin altına indiremez, bu da görevi tamamlamak için mükemmele yakın bir ışın ve optik gerektirir.
Bu nedenle, nokta boyutu önemli bir husus olsa da, lazer yüzey temizleme gibi tüm uygulamalar için gerekli değildir. Lazer kaynakve performansı sağlamak için daha büyük bir nokta boyutu gerektiren merdiven sinterleme.
Lazer işleme malzemesi
Farklı malzemeler farklı işleme hızlarına sahip olduğundan, doğru lazer kaynağı seçilirken malzemenin özellikleri dikkate alınmalıdır. CO2 lazer markalama, oyma ve kesme için en uygun malzemeler arasında plastikler, köpükler, kumaşlar, lastikler, kağıtlar, cam, seramik taş, çelik, titanyum, ahşap ve kompozitler bulunur. Son derece yüksek erime noktalarına sahip malzemeler, 2 W'ın altındaki CO200 lazerler için ideal olarak uygun değildir.
Fiber lazerler, siyah asetal, akrilik, PTFE ve dolgu maddeleri, pigmentler veya lazer alıcı katkı maddeleri içeren plastikler dahil olmak üzere çeşitli malzemeler için uygundur.
Kullanma usulü, çalışma şekli
CW (sürekli dalga) lazer
Lazerin sürekli mi yoksa darbeli mi olduğunu bilmek çok önemlidir. CW lazerlerin ortalama gücü kW veya nW olarak ölçülür. CW için bir sensör seçmeden önce lazerler, ortalama güç aralığı belirlenmelidir. Bu aralık, doğru sensör seçimini belirleyecektir. Örneğin, menzil çok genişse, ikinci bir sensör gerekli olacaktır. Bu nedenle, gerekli aralığa yakın (yüksek veya düşük uçta değil, ortada) bir sensör seçmek, aralık her iki yönü de aşarsa hatalı okumalara neden olabilir.
Uygun sensörü seçmek için, CW lazer lazer ışınının maruz kalma süresi dikkate alınmalıdır. Yalnızca periyodik ölçümler gerekiyorsa, kararlı bir okuma elde etmek için yeterince uzun, yani onlarca saniyelik bir maruz kalma süresine sahip bir sensör, tercihen daha küçük ve daha ucuz bir sensör yeterlidir. Ancak, eğer lazer uzun süre güç sensörüne maruz kalması gerekiyorsa, ölçümleri etkileyebilecek ısı birikimini dağıtmak için daha büyük bir sensör gerekir.
Darbeli lazerler
CW lazerlerde olduğu gibi, sensörler için enerji aralığı gereksinimleri belirlenmelidir. Kullanıcılar, bir enerji sensörünün belirli bir uygulama için kullanılıp kullanılamayacağını belirlemek için lazerin saniyedeki darbelerini (PPS) veya darbe hızını belirlemelidir. Çoğu enerji sensörü, 1 kHz'e kadar çalışan gelişmiş sensörlerle 5 hz ila 25 kHz arasındaki frekanslarda çalışır.
Darbeli ile dikkate alınması gereken başka bir faktör lazerler darbe genişliğidir. Bu spesifikasyonun, seçilen sensörün hasar eşiği üzerinde önemli bir etkisi vardır. Örneğin darbe genişliği çok kısaysa, enerji yoğunluğu sensörün derecesini aşabilir. Çok uzunsa, sensörün devresi yeterli entegrasyon süresine sahip olmayabilir ve bu da hatalı işlemlere neden olabilir.
Alt satırda
Üretkenliği en üst düzeye çıkarmak ve hassasiyeti artırmak için doğru lazer kaynağını seçmek çok önemlidir. Bu makale, lazer kaynakları ve özellikleri hakkında bazı içgörüler sağlar. Ziyaret etmek Alibaba.com endüstriyel uygulamalar için en son lazer ekipmanını kontrol etmek için.
