Zgjidhje e sistemit optik të përpunimit me lazer

Zgjidhje e sistemit optik të përpunimit me lazer
Përcaktimi ipërpunim me lazerZgjidhja e sistemit optik varet nga skenari specifik i aplikimit. Skenarë të ndryshëm çojnë në zgjidhje të ndryshme për sistemin optik. Analiza specifike është e nevojshme për aplikime specifike. Sistemi optik tregohet në Figurën 1:

Rruga e të menduarit është: qëllime konkrete të procesit –lazerkarakteristikat – projektimi i skemës së sistemit optik – realizimi i qëllimit përfundimtar. Më poshtë janë disa fusha të ndryshme aplikimi:
1. Fusha e mikropërpunimit preciz (shënimi, gdhendja, shpimi, prerja precize, etj.) Proceset tipike të zakonshme në fushën e mikropërpunimit preciz janë përpunimi mikrometrik në materiale të tilla si metalet, qeramika dhe qelqi, siç është shënimi i logos për telefonat celularë, stentet mjekësore, mikro vrimat për grykat e injektimit të karburantit me gaz, etj. Kërkesa kryesore në procesin e përpunimit është: së pari, duhet të përmbushë pika drite të fokusuara jashtëzakonisht të vogla, dendësi energjie jashtëzakonisht të lartë dhe zonën më të vogël të ndikimit termik, etj. Për aplikimet dhe kërkesat e mësipërme, përzgjedhja dhe projektimi iburimet e dritës lazerdhe komponentët e tjerë kryhen.
a. Përzgjedhja e lazerit: Lazeri i ngurtë ultravjollcë/jeshil i preferuar (nanosekondë) ose lazeri ultra i shpejtë (pikosekondë, femtosekondë) është kryesisht për shkak të dy arsyeve. Njëra është se gjatësia e valës është proporcionale me pikën e dritës së fokusuar dhe në përgjithësi zgjidhet një gjatësi vale e shkurtër. E dyta është se pulset pikosekondë/femtosekondë kanë karakteristikën e "përpunimit të ftohtë" dhe energjia përfundon përpunimin para difuzionit termik, duke arritur përpunimin e ftohtë. Në përgjithësi, zgjidhet një burim drite lazeri me dalje drite hapësinore, me një faktor cilësie rrezeje M2 përgjithësisht më të vogël se 1.1, duke pasur cilësi superiore të rrezes.
b. Sistemi i zgjerimit të rrezes dhe sistemi i kolimimit zakonisht përdorin lente zgjerimi të rrezes me zmadhim të ndryshueshëm (2X – 5X), duke u përpjekur të rrisin diametrin e rrezes sa më shumë që të jetë e mundur. Diametri i rrezes është në përpjesëtim të zhdrejtë me pikën e dritës së fokusuar dhe në përgjithësi përdoret një arkitekturë Galileiane e zgjerimit të rrezes.
c. Sistemi i fokusimit zakonisht përdor lente F-Theta me performancë të lartë (për skanim) ose lente fokusimi telecentrike. Gjatësia fokale është proporcionale me pikën e dritës së fokusuar dhe në përgjithësi përdoren lente me fushë fokale të shkurtër (si f = 50 mm, 100 mm). Siç tregohet në Figurën 1: Në përgjithësi, lentet e fushës përdorin një grup lentesh me shumë elementë (numri i lenteve ≥ 3), të cilat mund të arrijnë fushë të madhe shikimi, aperturë të madhe dhe tregues të ulët të aberacionit. Lentet optike këtu duhet të marrin në konsideratë pragun e dëmtimit të lazerit.
d. Sistemi optik i monitorimit koaksial: Në sistemin optik, zakonisht integrohet një sistem shikimi koaksial (CMOS) për pozicionim të saktë dhe monitorim në kohë reale të procesit të përpunimit.
2. Përpunimi i makro-materialeve Skenarët tipikë të aplikimit të përpunimit të makro-materialeve përfshijnë prerjen e materialeve të fletëve të automobilave, saldimin e pllakave të çelikut të karrocerisë së anijes dhe saldimin e guaskave të strehimit të baterive. Këto procese kërkojnë fuqi të lartë, aftësi të lartë depërtimi, efikasitet të lartë dhe stabilitet përpunimi.
3. Prodhimi aditiv me lazer (printimi 3D) dhe veshja me veshje, prodhimi aditiv me lazer (printimi 3D) dhe aplikimet e veshjes zakonisht përfshijnë proceset tipike të mëposhtme: shtypjen e metaleve të kompleksit hapësinor, riparimin e teheve të motorit, etj.
Përzgjedhja e përbërësve kryesorë është si më poshtë:
a. Përzgjedhja me lazer: Në përgjithësi,lazerë me fibra me fuqi të lartëzgjidhen, me një fuqi që zakonisht tejkalon 500W.
b. Formësimi i rrezes: Ky sistem optik duhet të nxjerrë një dritë me sipërfaqe të sheshtë, kështu që formësimi i rrezes është teknologjia kryesore dhe mund të arrihet duke përdorur elementë optikë difraksionues.
c. Sistemi i fokusimit: Pasqyrat dhe fokusimi dinamik janë kërkesat themelore në fushën e printimit 3D. Në të njëjtën kohë, lentet e skanimit duhet të përdorin një dizajn telecentrik nga ana e objektit për të siguruar qëndrueshmëri në përpunimin e skajit dhe qendrës.