Optisk systemløsning for laserbehandling

Optisk systemløsning for laserbehandling
Bestemmelsen avlaserbehandlingLøsningen for det optiske systemet avhenger av det spesifikke bruksscenarioet. Ulike scenarier fører til forskjellige løsninger for det optiske systemet. Spesifikk analyse er nødvendig for spesifikke bruksområder. Det optiske systemet er vist i figur 1:

Tankegangen er: konkrete prosessmål –laseregenskaper – design av optiske systemskjemaer – realisering av endelig mål. Følgende er flere forskjellige bruksområder:
1. Presisjonsmikroprosessering (merking, etsing, boring, presis kutting osv.) Vanlige typiske prosesser innen presisjonsmikroprosessering er mikrometrisk prosessering på materialer som metaller, keramikk og glass, for eksempel logomerking for mobiltelefoner, medisinske stenter, mikrohull for gassinnsprøytningsdyser osv. Kjernekravet i prosesseringsprosessen er: for det første må den oppfylle ekstremt små fokuserte lyspunkter, ekstremt høy energitetthet og den minste termiske påvirkningssonen osv. For de ovennevnte bruksområdene og kravene er valg og design avlaserlyskilderog andre komponenter utføres.
a. Laservalg: Den foretrukne ultrafiolette/grønne solide laseren (nanosekund) eller ultrahurtig laser (pikosekund, femtosekund) skyldes hovedsakelig to årsaker. Den ene er at bølgelengden er proporsjonal med det fokuserte lyspunktet, og generelt velges en kort bølgelengde. Den andre er at pikosekund-/femtosekundpulsene har "kaldbehandling"-egenskapen, og energien fullføres før termisk diffusjon, noe som oppnår kaldbehandling. Generelt velges en laserlyskilde med romlig lysutgang, med en strålekvalitetsfaktor M2 generelt mindre enn 1,1, med overlegen strålekvalitet.
b. Stråleekspansjonssystemer og kollimeringssystemer bruker vanligvis stråleekspansjonslinser med variabel forstørrelse (2X – 5X), i et forsøk på å øke strålediameteren så mye som mulig. Strålediameteren er omvendt proporsjonal med det fokuserte lyspunktet, og en galileisk stråleekspansjonsarkitektur brukes vanligvis.
c. Fokuseringssystemer bruker vanligvis høytytende F-Theta-linser (for skanning) eller telesentriske fokuseringslinser. Brennvidden er proporsjonal med det fokuserte lyspunktet, og generelt brukes korte brennfeltlinser (som f = 50 mm, 100 mm). Som vist i figur 1: Feltlinsen bruker vanligvis en flerelementlinsegruppe (antall linser ≥ 3), som kan oppnå stort synsfelt, stor blenderåpning og lave aberrasjonsindikatorer. De optiske linsene her må alle ta hensyn til laserens skadeterskel.
d. Koaksialt overvåkingssystem for optikk: I det optiske systemet er det vanligvis integrert et koaksialt visjonssystem (CMOS) for presis posisjonering og sanntidsovervåking av prosesseringsprosessen.
2. Makromaterialbehandling Typiske bruksområder for makromaterialbehandling inkluderer skjæring av bilplater, sveising av stålplater til skipskropp og sveising av batterihusskall. Disse prosessene krever høy effekt, høy penetrasjonsevne, høy effektivitet og prosesseringsstabilitet.
3. Laseradditiv produksjon (3D-printing) og kledning Laseradditiv produksjon (3D-printing) og kledningsapplikasjoner involverer vanligvis følgende typiske prosesser: metallprinting innen luftfartskomplekser, reparasjon av motorblader osv.
Utvalget av kjernekomponenter er som følger:
a. Laservalg: Generelt sett,høyeffektsfiberlasereer valgt, med en effekt som vanligvis overstiger 500 W.
b. Stråleforming: Dette optiske systemet må sende ut et flatt lys, så stråleforming er kjerneteknologien, og det kan oppnås ved hjelp av diffraktive optiske elementer.
c. Fokuseringssystem: Speil og dynamisk fokusering er grunnleggende krav innen 3D-printing. Samtidig må skannelinsen bruke en telesentrisk design på objektsiden for å sikre konsistens i kant- og senterbehandling.