Was ist hohe Reflexion? Unter hoher Reflexion versteht man in der Laserbearbeitung das Phänomen, dass bestimmte Materialien eine geringe Absorption und ein hohes Reflexionsvermögen für Laserenergie aufweisen, insbesondere im nahen Infrarotbereich. Diese Eigenschaft ist gekennzeichnet durch: Der Absorptionskoeffizient der verschiedenen Metallelemente spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung ihres Reflexionsvermögens. Materialien mit niedrigen Absorptionskoeffizienten [...]
Unter hoher Reflexion in der Laserbearbeitung versteht man das Phänomen, dass bestimmte Materialien eine geringe Absorption und ein hohes Reflexionsvermögen für Laserenergie aufweisen, insbesondere im nahen Infrarotspektrum. Diese Eigenschaft ist gekennzeichnet durch:
Der Absorptionskoeffizient der verschiedenen Metallelemente spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung ihres Reflexionsvermögens. Materialien mit niedrigen Absorptionskoeffizienten reflektieren in der Regel einen großen Teil der einfallenden Laserenergie, wie die Abbildung mit den Absorptionskoeffizienten der gängigen Metalle zeigt.
In typischen Laserbearbeitungsaufbauten ist das Werkstück oft senkrecht zum Laserstrahl oder in einem leichten Neigungswinkel positioniert. Diese Konfiguration kann das Problem der hohen Reflexion noch verschärfen, was zu mehreren Herausforderungen führt:
Diese Effekte können die Effizienz und Sicherheit von Laserbearbeitungsprozessen erheblich beeinträchtigen, insbesondere bei der Arbeit mit stark reflektierenden Materialien wie Aluminium, Kupfer oder poliertem Edelstahl. Um diese Risiken zu minimieren, werden in der industriellen Laserbearbeitung häufig spezielle Techniken und Ausrüstungen eingesetzt, z. B. Systeme zum Schutz vor Rückreflexionen und optimierte Strahlführungsoptiken.
Bei der Bearbeitung stark reflektierender Materialien kann der reflektierte Laserstrahl den Schneid- oder Schweißkopf und die Laserquelle beschädigen, wenn er wieder in das System eintritt. Dieses Risiko ist besonders ausgeprägt bei Hochleistungs-Faserlasersystemen, bei denen die reflektierte Leistung wesentlich höher sein kann, was die Gefahr von Schäden erhöht. Ein kritisches Szenario tritt bei Schneidvorgängen auf, wenn das Material nicht vollständig durchdrungen wird, so dass das reflektierte Licht mit hoher Leistung in den Laserhohlraum zurückkehren und schwere Schäden verursachen kann.
Um diese Risiken zu mindern, hat das Forschungs- und Entwicklungsteam von Raycus Laser ein umfassendes vierstufiges Antireflexionssystem entwickelt, das durch fortschrittliche Funktionen zur Überwachung des Rücklichts ergänzt wird. Dieser mehrschichtige Ansatz gewährleistet einen Echtzeit-Schutz des Lasersystems bei abnormalen Bearbeitungsbedingungen:
Diese Schutzmaßnahmen werden durch hochentwickelte Rücklichtüberwachungssysteme ergänzt, die die optische Rückkopplung innerhalb des Lasersystems kontinuierlich analysieren. Hochentwickelte Algorithmen verarbeiten diese Daten in Echtzeit, so dass sofortige Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können, wenn anomale Reflektionen festgestellt werden.
Durch die Umsetzung dieses vielschichtigen Ansatzes hat Raycus Laser die Robustheit und Zuverlässigkeit seiner Hochleistungs-Faserlasersysteme erheblich verbessert, insbesondere bei der Bearbeitung anspruchsvoller, stark reflektierender Materialien. Diese Innovation schützt nicht nur die wertvollen Lasergeräte, sondern gewährleistet auch eine gleichbleibende Leistung und Sicherheit bei verschiedenen Fertigungsprozessen.
Die von Raycus Laser entwickelten QBH-, QD- und QP-Glasfaser-Ausgangsköpfe sind so konzipiert, dass sie unkontrollierbares Rücklicht effektiv in absorbierbares Licht und Wärme umwandeln, wodurch die Wärmeaufnahme- und -ableitungskapazität des Ausgangskopfes verbessert und die Auswirkungen des Rücklichts auf die internen Komponenten minimiert werden.
In der Laserbearbeitung System kann der Rücklichtlaser auf den Kopf des optischen Ausgangskabels auftreffen und eine Erhitzung oder Beschädigung verursachen. Um die Sicherheit des optischen Ausgangskabels zu gewährleisten, wurde in das optische Ausgangskabel eine primäre Rücklichtabstreifvorrichtung integriert, wie in der Abbildung gezeigt, zusätzlich zum ursprünglichen Design.
Das am Ende des optischen Kabels angebrachte Antireflexionsdesign trägt dazu bei, die Beschädigung der internen optischen Struktur des Lasers zu verringern, indem der größte Teil des zurückgeworfenen Lasers sofort abgeschält wird. Diese Konstruktion in Verbindung mit einem Wasserkühlsystem absorbiert den zurückgestrahlten Laser effektiv und verhindert seine thermischen Auswirkungen auf den Ausgangskopf des optischen Kabels.
Multimodul-Hochleistungslaserprodukte werden in erster Linie aus mehreren Einheitsmodulen in einer Strahlkombination aufgebaut.
Beim Schneiden von hochreflektierenden Materialien kann es vorkommen, dass ein Teil des Lichts durch das optische Ausgangskabel zurück in die Strahlenkombination übertragen wird, selbst wenn es das primäre Antireflexionsdesign am Kabel passiert hat.
Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der optischen Geräte und des optischen Weges innerhalb der Strahlenkombination zu gewährleisten, wird daher ein zweistufiger Schutz gegen hohe Reflexion hinzugefügt, wie in der Abbildung dargestellt.
Das schrittweise Abstreifen des Rücklauflasers gewährleistet die Sicherheit der optischen Vorrichtungen zum Schutz vor hoher Reflexion und reduziert die Auswirkungen des Rücklauflasers auf die optische Pfadstruktur des Lasers.
Da sich im Modul ein optischer Resonator befindet, kann der Laser mit niedriger Leistung, der in den Resonator eintritt und dort wiederholt verstärkt wird, die optische Stabilität des Lasers ernsthaft beeinträchtigen und die Wahrscheinlichkeit von Laserschäden erhöhen.
Um die Stabilität und Zuverlässigkeit des Lasers beim Rückwärtsschneiden mit hoher Leistung zu verbessern, enthält das Modul in Verbindung mit dem optischen Pfad eine Vorrichtung zur Verhinderung hoher Reflexionen, wie in der Abbildung dargestellt.
Der Softwareschutz bei hoher Reflexion bezieht sich auf den Überwachungs- und Schutzmechanismus, der aktiviert wird, wenn bei der Bearbeitung von Materialien mit hoher Reflexion eine vom Laser erzeugte starke Rückreflexion in das optische System des Lasers eindringt und zu einer Instabilität des Laserbetriebs oder einer Beschädigung der optischen Geräte führt.
Während die Antireflexionsvorrichtung sicherstellen kann, dass der Laser innerhalb einer bestimmten Rücklaufzeit weiterhin ohne Schaden funktioniert, ist die Laserleistung Schwellenwert, so besteht dennoch die Gefahr von Schäden, wenn dieser Schwellenwert überschritten wird. Um einen rechtzeitigen Schutz des Lasers im Falle einer übermäßigen Laserrückleistung zu gewährleisten, wurden in Hochleistungslaserprodukten mit mehreren Modulen mehrere hochwirksame Software-Schutzvorrichtungen eingebaut.
Wenn die optische Rücklaufleistung hoch ist, wird ein Teil des zurücklaufenden Lasers auf seinem ursprünglichen Weg zum optischen Ausgangskabel zurückgeführt, während der Rest direkt auf die Vorderseite des optischen Ausgangskabels trifft.
Durch die Erforschung der Integrationstechnologie für die Übertragung und Überwachung von Laserrückstrahlern haben wir mehrere Erkennungsfunktionen, wie z. B. die Laserüberwachung und die Überwachung des Rückstrahls, in die Temperaturüberwachung des optischen Kabels integriert, um eine Echtzeitüberwachung des Rückstrahlers zu ermöglichen.
Wenn die zurückgesendete Laserleistung die Kapazität des Lasers übersteigt, schaltet sich der Laser ab und ein Alarm ertönt, um Schäden zu vermeiden. Dies dient auch als Erinnerung für den Kunden, dass es ein Problem mit der Verarbeitung gibt.
Da es zwei Arten von Rückführungslasern gibt: Kernlaser und AuftragschweißlaserZusätzlich zu dem hochgradig schützenden Design des optischen Ausgangskabels haben wir auch ein hochgradig schützendes Modul in die Strahlenkombination eingebaut, um die Laserleistung bei der Rückübertragung zu überwachen und die Laserleistung bei der Rückkehr in Echtzeit zu verfolgen.
Dieses hochreflektierende Detektionsmodul kann sowohl den Kern- als auch den Mantel-Laser erkennen, wodurch das Risiko von Laserschäden, die durch den Kern-Rücklauflaser verursacht werden und die bei einer Überwachung nur des Mantel-Rücklauflasers unentdeckt bleiben könnten, effektiv reduziert wird.
Im Falle eines hohen Laserrücklaufs schaltet das Modul den Laser ab und löst einen Alarm aus, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Lasers zu gewährleisten.
Aufgrund der geringen Laserabsorption und der hohen Wärmeleitfähigkeit von rotem Kupfer bleibt die Oberfläche des roten Kupfers in einem Spiegelzustand, so dass ein konstanter Laserstrom zum Lichtwellenleiter-Ausgangskopf zurückkehrt. Dies ermöglicht die Bewertung der Antireflexionsfähigkeiten des neuen Lichtwellenleiter-Ausgangskopfes.
Schneiden von rotem Kupfer und abnormales Schneiden
Bei ordnungsgemäßem Betrieb kann der Raycus-Laser effektiv stark reflektierende Materialien schneiden, z. B. AluminiumplattenMessing und Rotkupfer, was zu effizienten Schnitten und erwünschten Querschnittseffekten führt.
Der Test der abnormalen Verarbeitung von hoher Reflexion wird durchgeführt, um die Fähigkeiten des Lasers gegen hohe Reflexion zu bewerten.
Beim Hin- und Herzeichnen auf einer roten Kupferplatte durchdringt der Laser die Platte nicht, was zu einem hohen Rücklicht führt. Trotzdem funktioniert der Laser weiterhin normal, was die starken Antireflexionsfähigkeiten des Raycus-Lasers unter Beweis stellt.
Signalanzeige
Der Test der hohen Reflexion zeigt, dass das Überwachungssignal für die hohe Reflexion während des Schneidevorgangs in Echtzeit auf den Bildschirm übertragen werden kann.
Im Falle einer anormalen Verarbeitung kann das hohe Reflexionssignal überwacht werden, dessen Wert innerhalb der Laserschwelle bleibt.
Wenn die hohe Reflexion einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird der Maschinenalarm aktiviert, um das Personal darauf hinzuweisen, den Vorgang auf Fehler zu überprüfen.
Der Verfahrenstechniker macht folgende Vorschläge für das Schneiden von hochreflektierenden Materialien:
(1) Beim Schneiden von Messing, Rotkupfer und anderen Materialien ist es ratsam, eine mäßige Geschwindigkeit beizubehalten und einen gewissen Freiraum zu lassen, um Extreme zu vermeiden.
(2) Rotes Kupfer muss mit Sauerstoff, nicht mit Stickstoff oder Luft geschnitten werden.
Im Falle der folgenden Probleme sollte die Maschine sofort zur Inspektion angehalten werden:
(1) Verschmutzung des unteren Schutzspiegels.
(2) Versagen des Eindringens in das Material beim Schneiden mit hoher Reflexion.
(3) Eindringen in das Material beim Schneiden mit hoher Reflexion, aber kein vollständiges Durchschneiden.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
DE 
EN 
AR 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO