Как работает CO2-лазер: краткое объяснение
CO2-лазер работает, используя энергию света для точной резки или гравировки материалов. Вот упрощенное объяснение:
Процесс начинается с генерации высокоэнергетического лазерного луча. В CO2-лазере этот луч создается путем возбуждения углекислого газа электрической энергией.
Затем лазерный луч направляется через ряд зеркал, которые усиливают и фокусируют его в концентрированный, мощный световой поток.
Сфокусированный лазерный луч направляется на поверхность материала, где он взаимодействует с атомами или молекулами. Это взаимодействие приводит к быстрому нагреву материала.
При резке интенсивное тепло, генерируемое лазером, плавит, сжигает или испаряет материал, обеспечивая точный разрез по запрограммированной траектории.
При гравировке лазер удаляет слои материала, создавая видимый рисунок или узор.
Главное отличие CO2-лазеров заключается в их способности обеспечивать этот процесс с исключительной точностью и скоростью, что делает их незаменимыми в промышленных условиях для резки различных материалов или нанесения сложных деталей с помощью гравировки.
По сути, CO2-лазерный резак использует силу света для создания невероятно точных форм из материалов, предлагая быстрое и точное решение для промышленной резки и гравировки.
Как работает CO2-лазер?
Краткое описание этого видео
Лазерные резаки — это станки, использующие мощный луч лазерного излучения для резки различных материалов. Лазерный луч генерируется путем возбуждения среды, такой как газ или кристалл, что приводит к концентрированному свету. Затем он направляется через ряд зеркал и линз для фокусировки в точную и интенсивную точку.
Сфокусированный лазерный луч способен испарять или расплавлять материал, с которым он соприкасается, обеспечивая точные и чистые разрезы. Лазерные резаки широко используются в таких отраслях, как производство, машиностроение и искусство, для резки таких материалов, как дерево, металл, пластик и ткань. Они обладают такими преимуществами, как высокая точность, скорость, универсальность и возможность создания сложных узоров.
Как работает CO2-лазер: подробное объяснение
1. Генерация лазерного луча
В основе каждого лазерного резака на CO2 лежит лазерная трубка, в которой осуществляется процесс генерации мощного лазерного луча. Внутри герметичной газовой камеры трубки смесь углекислого газа, азота и гелия возбуждается электрическим разрядом. При таком возбуждении эта газовая смесь достигает более высокого энергетического состояния.
По мере того, как возбужденные молекулы газа возвращаются на более низкий энергетический уровень, они испускают фотоны инфракрасного света с очень специфической длиной волны. Этот поток когерентного инфракрасного излучения формирует лазерный луч, способный точно резать и гравировать различные материалы. Затем фокусирующая линза формирует мощный лазерный луч в узкую точку резки с точностью, необходимой для выполнения сложных работ.
2. Усиление лазерного луча
Как долго прослужит лазерный резак, работающий на CO2-лазере?
После первоначальной генерации инфракрасных фотонов внутри лазерной трубки луч проходит процесс усиления, чтобы увеличить свою мощность до уровня, пригодного для резки. Это происходит, когда луч многократно проходит между высокоотражающими зеркалами, установленными на каждом конце газовой камеры. С каждым проходом всё больше возбужденных молекул газа вносят свой вклад в луч, испуская синхронизированные фотоны. Это приводит к увеличению интенсивности лазерного излучения, в результате чего выходная мощность в миллионы раз превышает исходное стимулированное излучение.
После достаточного усиления в результате десятков зеркальных отражений концентрированный инфракрасный луч выходит из трубки, готовый к точной резке или гравировке самых разных материалов. Процесс усиления имеет решающее значение для повышения мощности луча от низкого уровня излучения до высокого уровня, необходимого для промышленного производства.
3. Зеркальная система
Как почистить и установить фокусирующую линзу лазера
После усиления внутри лазерной трубки усиленный инфракрасный луч необходимо тщательно направлять и контролировать для достижения его цели. Именно здесь зеркальная система играет решающую роль. Внутри лазерного резака ряд точно выровненных зеркал обеспечивает передачу усиленного лазерного луча по оптическому пути. Эти зеркала спроектированы таким образом, чтобы поддерживать когерентность, обеспечивая фазовое соответствие всех волн, тем самым сохраняя коллимацию и фокусировку луча по мере его распространения.
Система зеркал играет жизненно важную роль в направлении лазерного луча к целевым материалам или в его отражении обратно в резонаторную трубку для дальнейшего усиления. Гладкие поверхности зеркал и точная ориентация относительно других зеркал позволяют управлять лазерным лучом и придавать ему нужную форму для выполнения задач резки.
4. Фокусирующая линза
Найдите фокусное расстояние лазера менее чем за 2 минуты.
Последним важнейшим компонентом оптического тракта лазерного резака является фокусирующая линза. Эта специально разработанная линза точно направляет усиленный лазерный луч, прошедший через систему внутренних зеркал. Изготовленная из специальных материалов, таких как германий, линза способна фокусировать инфракрасные волны, выходящие из резонирующей трубки, в чрезвычайно узкой точке. Такая плотная фокусировка позволяет лучу достигать интенсивности нагрева, необходимой для сварки и применяемой в различных производственных процессах.
Будь то нанесение насечек, гравировка или резка плотных материалов, способность концентрировать мощность лазера с точностью до микрона обеспечивает универсальную функциональность. Поэтому фокусирующая линза играет важную роль в преобразовании огромной энергии лазерного источника в пригодный для промышленного применения режущий инструмент. Ее конструкция и высокое качество имеют решающее значение для точной и надежной работы.
5-1. Взаимодействие материалов: лазерная резка
Акрил толщиной 20 мм, вырезанный лазером.
При резке плотно сфокусированный лазерный луч направляется на обрабатываемый материал, обычно на металлические листы. Интенсивное инфракрасное излучение поглощается металлом, вызывая быстрый нагрев поверхности. Когда температура поверхности превышает точку кипения металла, небольшая область взаимодействия быстро испаряется, удаляя концентрированный материал. Путем перемещения лазера по заданным траекториям под управлением компьютера целые детали постепенно вырезаются из листов. Точная резка позволяет изготавливать сложные детали для таких отраслей, как автомобильная, аэрокосмическая и обрабатывающая промышленность.
5-2. Взаимодействие материалов: лазерная гравировка
Учебное пособие по использованию LightBurn для фотогравировки
При выполнении гравировки лазерный гравер направляет сфокусированное пятно на материал, обычно дерево, пластик или акрил. Вместо полного прорезания используется меньшая интенсивность излучения для термической модификации верхних слоев поверхности. Инфракрасное излучение повышает температуру ниже точки испарения, но достаточно высоко, чтобы обуглить или обесцветить пигменты. Путем многократного включения и выключения лазерного луча во время сканирования по заданным шаблонам на материале выжигаются контролируемые изображения, такие как логотипы или рисунки. Универсальная гравировка позволяет наносить постоянную маркировку и декор на самые разные предметы.
6. Компьютерное управление
Для выполнения точных лазерных операций резак использует систему числового программного управления (ЧПУ). Высокопроизводительный компьютер с установленным программным обеспечением CAD/CAM позволяет пользователям проектировать сложные шаблоны, программы и производственные процессы для лазерной обработки. С помощью подключенной ацетиленовой горелки, гальванометров и фокусирующей линзы компьютер может координировать перемещение лазерного луча по заготовкам с микрометровой точностью.
Независимо от того, используется ли заданная пользователем векторная траектория для резки или растровые изображения для гравировки, обратная связь по позиционированию в реальном времени гарантирует точное взаимодействие лазера с материалами в соответствии с цифровыми параметрами. Компьютерное управление автоматизирует сложные узоры, которые невозможно воспроизвести вручную. Это значительно расширяет функциональность и универсальность лазера для мелкосерийного производства, требующего высокой точности изготовления.
Передовые технологии: с чем может справиться лазерный резак, использующий CO2-лазеры?
В постоянно меняющемся мире современного производства и ремесла лазерный резак CO2 становится универсальным и незаменимым инструментом. Его точность, скорость и адаптивность произвели революцию в способах обработки и проектирования материалов. Один из ключевых вопросов, который часто задают энтузиасты, создатели и профессионалы отрасли, звучит так: что же на самом деле может резать лазерный резак CO2?
В этом исследовании мы рассмотрим разнообразные материалы, которые поддаются точности лазера, расширяя границы возможного в области резки и гравировки. Присоединяйтесь к нам, чтобы изучить весь спектр материалов, которые покоряются мастерству лазерного резака CO2, от обычных заготовок до более экзотических вариантов, раскрывая передовые возможности, определяющие эту революционную технологию.
>> Ознакомьтесь с полным списком материалов
Вот несколько примеров:
(Нажмите на субтитры для получения дополнительной информации)
Джинсовая ткань, как непреходящая классика, не может считаться трендом, она никогда не выйдет из моды и не вернется в нее. Элементы из денима всегда были классической дизайнерской темой в швейной промышленности, глубоко любимой дизайнерами; одежда из денима — единственная популярная категория одежды помимо костюма. Для джинсов рваные ткани, состаривание, окрашивание, перфорация и другие альтернативные формы декорирования являются признаками панк- и хиппи-движения. Обладая уникальными культурными коннотациями, деним постепенно стал популярным на протяжении веков и постепенно превратился в мировую культуру.
Самый быстрый лазерный гравировальный станок Galvo для лазерной гравировки термотрансферной пленки обеспечит вам значительный скачок в производительности! Лазерная резка винила — это тренд в производстве аксессуаров для одежды и логотипов для спортивной одежды. Высокая скорость, идеальная точность резки и совместимость с различными материалами помогут вам в лазерной резке термотрансферной пленки, изготовлении наклеек на заказ, лазерной резке материалов для стикеров, лазерной резке светоотражающей пленки и многом другом. Для получения великолепного эффекта контурной резки винила лазерный гравировальный станок Galvo с CO2 — это лучшее решение! Невероятно, но вся лазерная резка термотрансферной пленки заняла всего 45 секунд с помощью лазерного маркировочного станка Galvo. Мы модернизировали станок и значительно повысили производительность резки и гравировки.
Если вы ищете услуги лазерной резки пенопласта или подумываете об инвестировании в лазерный резак для пенопласта, важно узнать больше о технологии CO2-лазера. Промышленное применение пенопласта постоянно совершенствуется. Сегодняшний рынок пенопласта включает в себя множество различных материалов, используемых в широком спектре применений. Для резки пенопласта высокой плотности все чаще используется лазерная резка для резки и гравировки пенопласта из полиэстера (PES), полиэтилена (PE) или полиуретана (PUR). В некоторых областях применения лазеры могут стать впечатляющей альтернативой традиционным методам обработки. Кроме того, пенопласт, вырезанный лазером на заказ, также используется в художественных целях, например, для изготовления сувениров или фоторамок.
Можно ли резать фанеру лазером? Конечно, да. Фанера очень хорошо подходит для резки и гравировки с помощью станка для лазерной резки фанеры. Особенно это касается тончайших деталей, поскольку бесконтактная лазерная обработка является ее отличительной чертой. Панели фанеры должны быть закреплены на режущем столе, и после резки не нужно убирать мусор и пыль в рабочей зоне. Среди всех древесных материалов фанера является идеальным вариантом, поскольку она обладает прочностью, но при этом легкая, и является более доступным вариантом для клиентов, чем массивная древесина. Благодаря относительно меньшей требуемой мощности лазера, ее можно резать той же толщины, что и массивную древесину.
Как работает лазерный резак на основе CO2: Заключение
Вкратце, системы лазерной резки CO2 используют методы точной инженерии и управления для применения огромной мощности инфракрасного лазерного излучения в промышленном производстве. В основе системы лежит газовая смесь, которая активируется внутри резонирующей трубки, генерируя поток фотонов, усиливающихся за счет бесчисленных отражений от зеркал. Затем фокусирующая линза направляет этот интенсивный луч в чрезвычайно узкую точку, способную взаимодействовать с материалами на молекулярном уровне. В сочетании с управляемым компьютером перемещением с помощью гальванометров, логотипы, фигуры и даже целые детали могут быть вытравлены, выгравированы или вырезаны из листовых материалов с точностью до микрона. Правильное выравнивание и калибровка таких компонентов, как зеркала, трубки и оптика, обеспечивают оптимальную работу лазера. В целом, технические достижения, связанные с управлением высокоэнергетическим лазерным лучом, позволяют системам CO2 служить удивительно универсальными промышленными инструментами во многих отраслях промышленности.
Не соглашайтесь ни на что меньшее, чем исключительное качество.
Инвестируйте в лучшее
Дата публикации: 21 ноября 2023 г.