Как работи една 3D лазерна машина с различни системи за фокусиране?

Като опитен доставчик на 3D лазерни машини, бях свидетел от първа ръка на трансформиращото въздействие, което тези машини имат върху различни индустрии. Един от ключовите аспекти, които определят производителността и гъвкавостта на една 3D лазерна машина, е нейната система за фокусиране. В този блог ще проучим как една 3D лазерна машина работи с различни системи за фокусиране, разкривайки принципите, предимствата и приложенията на всяка от тях.

Основите на 3D лазерна машина

Преди да навлезем в тънкостите на системите за фокусиране, нека прегледаме накратко как работи една 3D лазерна машина. В основата си 3D лазерната машина използва лазерен лъч с висок интензитет за изпълнение на задачи като рязане, гравиране или заваряване на триизмерни обекти. Лазерният източник генерира лъч, който след това се насочва и манипулира чрез серия от оптични компоненти, за да достигне целевия материал.

Системата за фокусиране играе решаваща роля в този процес. Основната му функция е да концентрира лазерния лъч върху определено място върху детайла, като гарантира, че енергията се доставя точно там, където е необходима. Качеството на системата за фокусиране може значително да повлияе на прецизността, скоростта и качеството на лазерната обработка.

Конвенционални системи за фокусиране

Фиксирана - система за фокусиране

Системата с фиксиран фокус е една от най-простите и най-често използвани системи за фокусиране в 3D лазерни машини. В тази система фокусното разстояние на лещата е фиксирано, което означава, че разстоянието между лещата и детайла трябва да се поддържа постоянно, за да се поддържа остър фокус.

Когато се използва система с фиксиран фокус, машината обикновено се програмира да поддържа целевата повърхност на определено разстояние от лазерната глава. Това може да работи добре за плоски или леко извити повърхности. Например, при производството на плоски метални листове за автомобилни части, 3D лазерна машина с фиксиран фокус може ефективно да изрязва прецизни форми.

Въпреки това, ограничението на системата с фиксиран фокус става очевидно при работа със сложни 3D геометрии. Тъй като фокусното разстояние е непроменливо, може да е трудно да се поддържа постоянен фокус върху цялата повърхност на детайла. Това може да доведе до неравномерна дълбочина на рязане или гравиране или влошено качество на заваряване.

Система за ръчно фокусиране

Стъпка напред от системата с фиксиран фокус е системата за ръчно фокусиране. При тази настройка операторът може да регулира позицията на фокусиращия обектив, за да промени фокусното разстояние. Това обикновено се прави с помощта на механичен механизъм за регулиране, като например винт или копче.

Системата за ръчно фокусиране предлага повече гъвкавост от системата с фиксиран фокус. Например, когато работите върху детайл с различна височина, операторът може ръчно да регулира фокуса според нуждите. Това е полезно при дребномащабно производство или създаване на прототипи, където операторът може да наблюдава отблизо процеса и да прави корекции в реално време.

Но ръчното фокусиране има и своите недостатъци. Отнема много време, особено когато се работи с големи партиди детайли или сложни 3D геометрии. Точността на настройката на фокуса зависи от уменията и опита на оператора, което може да доведе до несъответствия в крайния продукт.

Усъвършенствани системи за фокусиране

Система за автоматично фокусиране

Системата за автоматично фокусиране представлява значителен напредък в технологията на 3D лазерната машина. Тази система използва сензори и механизми за обратна връзка за автоматично регулиране на фокусното разстояние в реално време въз основа на разстоянието между лазерната глава и детайла.

Има няколко вида сензори, използвани в системите за автоматично фокусиране, като оптични сензори и капацитивни сензори. Оптичните сензори могат да измерват разстоянието до детайла чрез анализиране на отразената светлина, докато капацитивните сензори могат да открият промени в капацитета, причинени от близостта на детайла.

Системата за автоматично фокусиране предлага няколко предимства. Той може да обработва сложни 3D геометрии с лекота, осигурявайки постоянен фокус върху цялата повърхност на детайла. Това води до по-висока прецизност и по-качествени резултати. Освен това намалява необходимостта от ръчна намеса, повишавайки ефективността на производствения процес.

Например в космическата индустрия, където компонентите често имат сложни 3D форми, 3D лазерна машина с автоматично фокусиране може точно да изрязва и заварява части, подобрявайки цялостното качество и надеждността на самолета.

Система за динамично фокусиране

Системата за динамично фокусиране извежда концепцията за автоматично фокусиране една стъпка напред. В допълнение към автоматичното регулиране на фокусното разстояние, той може също така да променя позицията на фокуса в посоките X, Y и Z едновременно.

Това се постига чрез комбинация от усъвършенствани оптични компоненти и алгоритми за управление. Системата за динамично фокусиране може бързо да се адаптира към променящата се топография на повърхността на детайла, което позволява високоскоростна обработка на сложни 3D обекти.

В приложения като 3D гравиране на статуи или бижута, системата за динамично фокусиране може да създаде сложни и детайлни дизайни с висока прецизност. Може да се използва и в индустрията за производство на медицински изделия, където се изисква прецизна лазерна обработка на хирургически инструменти със сложна форма.

Приложения на различни системи за фокусиране

Изработка на метал

В производството на метали различните системи за фокусиране намират своите уникални приложения. Системите с фиксиран фокус са подходящи за прости задачи за рязане на метал, като например рязане на плоски листове стомана за строителна или автомобилна употреба. Простотата и рентабилността на тези системи ги правят популярен избор за основни операции.

Системите за автоматично и динамично фокусиране, от друга страна, са от съществено значение за по-сложни задачи за производство на метал. Те могат да се справят с кривината и неравностите на 3D метални части, като компоненти на двигатели или аерокосмически структури. Например, a3D фибролазерна машинас динамична система за фокусиране може прецизно да изрязва и заварява сложните форми на турбинна лопатка, гарантирайки нейната оптимална работа.

Преработка на полимери

Когато става въпрос за обработка на полимери, като рязане и гравиране на пластмасови материали, изборът на система за фокусиране също зависи от сложността на задачата. Системите за ръчно фокусиране може да са достатъчни за малки проекти за полимерно изкуство, където операторът може да отдели време, за да регулира фокуса за всяко парче.

Въпреки това, за широкомащабно производство на пластмасови компоненти със сложна 3D геометрия, като корпуси на мобилни телефони или автомобилни интериорни части, са необходими системи за автоматично или динамично фокусиране. Тези системи могат да осигурят постоянно качество и висока скорост на обработка, отговаряйки на изискванията на масовото производство.

Обработка на стъкло

При обработката на стъкло прецизността на системата за фокусиране е от решаващо значение, за да се избегне напукване или разбиване на крехкия материал. Системите с фиксиран фокус могат да се използват за основно рязане на стъкло и гравиране върху плоски стъклени листове.

Усъвършенстваните системи за фокусиране, като системи за автоматично фокусиране и системи за динамично фокусиране, са по-подходящи за обработка на 3D стъклени предмети, като стъклени вази или архитектурни стъклени елементи. АЛазерна машина с 5 осиоборудван с динамична система за фокусиране, може точно да оформя и гравира сложните криви на 3D стъкло, създавайки красиви и уникални продукти.

Свържете се с нас за нуждите на вашата 3D лазерна машина

Ако сте на пазара за висококачествена 3D лазерна машина, нашата компания разполага с широка гама от опции, за да отговори на вашите специфични изисквания. Независимо дали имате нужда от машина с фиксирана система за фокусиране за прости задачи или най-съвременна система за динамично фокусиране за сложна 3D обработка, ние разполагаме с експертизата и продуктите, за да подкрепим вашия бизнес.

Ние разбираме, че изборът на правилната 3D лазерна машина може да бъде предизвикателно решение. Нашият екип от експерти винаги е готов да ви предостави подробна информация, да отговори на вашите въпроси и да ви помогне да изберете най-подходящата машина за вашите приложения. Свържете се с нас днес, за да започнем дискусията и да издигнем производствените си възможности на следващото ниво.

Референции

• Наръчник за индустриални лазерни приложения, трето издание, редактирано от RS Bath
• Лазерна обработка и химия, четвърто издание, от D. Bäuerle