Optisk laserbehandlingssystemløsning

Optisk laserbehandlingssystemløsning
Bestemmelsen aflaserbehandlingLøsningen for det optiske system afhænger af det specifikke anvendelsesscenarie. Forskellige scenarier fører til forskellige løsninger for det optiske system. Specifik analyse er nødvendig for specifikke anvendelser. Det optiske system er vist i figur 1:

Tankegangen er: konkrete procesmål –laserkarakteristika – design af optiske systemordninger – realisering af endeligt mål. Følgende er flere forskellige anvendelsesområder:
1. Præcisionsmikrobearbejdningsområde (mærkning, ætsning, boring, præcis skæring osv.) De almindelige typiske processer inden for præcisionsmikrobearbejdning er mikrometrisk bearbejdning på materialer som metaller, keramik og glas, såsom logomærkning til mobiltelefoner, medicinske stents, mikrohuller til gasindsprøjtningsdyser osv. Kernekravet i bearbejdningsprocessen er: for det første skal den opfylde ekstremt små fokuserede lyspletter, ekstremt høj energitæthed og den mindste termiske påvirkningszone osv. For ovenstående anvendelser og krav er udvælgelsen og designet aflaserlyskilderog andre komponenter udføres.
a. Laservalg: Den foretrukne ultraviolette/grønne solide laser (nanosekund) eller ultrahurtige laser (pikosekund, femtosekund) skyldes primært to årsager. Den ene er, at bølgelængden er proportional med den fokuserede lysplet, og generelt vælges en kort bølgelængde. Den anden er, at picosekund/femtosekund-pulserne har "koldbehandling"-egenskaben, og energien fuldføres bearbejdning før termisk diffusion, hvilket opnår koldbehandling. Generelt vælges en laserlyskilde med rumlig lysudgang med en strålekvalitetsfaktor M2, der generelt er mindre end 1,1, og som har overlegen strålekvalitet.
b. Stråleekspanderende systemer og kollimeringssystemer bruger normalt stråleekspanderende linser med variabel forstørrelse (2X – 5X) i et forsøg på at øge strålediameteren så meget som muligt. Strålediameteren er omvendt proportional med den fokuserede lysplet, og der anvendes generelt en galilæisk stråleekspanderende arkitektur.
c. Fokuseringssystemer bruger normalt højtydende F-Theta-linser (til scanning) eller telecentriske fokuseringslinser. Brændvidden er proportional med den fokuserede lysplet, og generelt anvendes korte fokusfeltlinser (såsom f = 50 mm, 100 mm). Som vist i figur 1: Generelt bruger feltlinsen en flerelementlinsegruppe (antal linser ≥ 3), som kan opnå et stort synsfelt, stor blændeåbning og lave aberrationsindikatorer. De optiske linser her skal alle tage højde for laserens skadestærskel.
d. Koaksialt overvågningsoptisk system: I det optiske system er der normalt integreret et koaksialt visionssystem (CMOS) til præcis positionering og overvågning af behandlingsprocessen i realtid.
2. Makromaterialebehandling Typiske anvendelsesscenarier for makromaterialebehandling omfatter skæring af bilplader, svejsning af stålplader til skibskarosserier og svejsning af batterihusskaller. Disse processer kræver høj effekt, høj indtrængningsevne, høj effektivitet og processtabilitet.
3. Laseradditiv fremstilling (3D-printning) og beklædning Laseradditiv fremstilling (3D-printning) og beklædningsapplikationer involverer typisk følgende typiske processer: trykning af metalkomplekser inden for luftfart, reparation af motorblade osv.
Udvælgelsen af ​​kernekomponenter er som følger:
a. Laservalg: Generelt,højtydende fiberlaserevælges med en effekt, der typisk overstiger 500 W.
b. Stråleformning: Dette optiske system skal udsende et fladt lys, så stråleformning er kerneteknologien, og det kan opnås ved hjælp af diffraktive optiske elementer.
c. Fokuseringssystem: Spejle og dynamisk fokusering er de grundlæggende krav inden for 3D-printning. Samtidig skal scanningslinsen bruge et telecentrisk design på objektsiden for at sikre ensartethed i kant- og centerbehandling.