Beschermende lens voor lasersnijkop: Waarom kwaliteit belangrijk is?

1. Inleiding

De snijkop van een lasersnijmachine werkt in een ruwe omgeving en vereist bescherming voor de interne onderdelen, vooral de dure onderdelen zoals de collimator en de focuslens. Om dit te bereiken, worden er boven en onder beschermende lenzen in de snijkop geïnstalleerd.

Tijdens het snijden kunnen stof en spatten op het werkstukoppervlak de focuslens ernstig beschadigen als ze in de snijkop terechtkomen. De onderste beschermlens helpt dit te voorkomen door deze deeltjes tegen te houden.

De zuiverheid van de beschermende lens is van cruciaal belang voor de prestaties en kwaliteit van de lasersnijden machine. Als de lens vuil wordt, zullen niet alleen het snijeffect en de efficiëntie beïnvloed worden, maar het kan ook schade veroorzaken aan de interne onderdelen van de snijkop en laseruitvoerkop.

Voor optimale resultaten is het belangrijk om beschermende lenzen te gebruiken die gemaakt zijn van materialen met een hoge lichttransmissie, een lage thermische uitzettingscoëfficiënt en een goede duurzaamheid. Als de lens vuil wordt tijdens de verwerking, moet deze worden gereinigd of vervangen.

Fig. 1 Lasersnijkop

De verwerking van beschermende lenzen stelt specifieke eisen aan de selectie van basismaterialen, nauwkeurigheid, oppervlaktedefecten, coating, stabiliteit en mechanische eigenschappen zoals soortelijk gewicht, brosheid, treksterkte, druksterkte en hardheid. Deze vereisten komen ook naar voren in de processen van materiaalvoorbereiding, afval vouwen, zand ophangen, slijpen, boren en coaten.

Pas na een strenge kwaliteitscontrole kunnen de afgewerkte producten als klaar voor de markt worden beschouwd. Het kiezen van gewone substraatmaterialen en het overslaan van het coatingproces in een poging om kosten te besparen, kan leiden tot lenzen van slechte kwaliteit met een lage lichttransmissie, een slechte hittebestendigheid en de neiging om gemakkelijk te breken. Dit kan ertoe leiden dat de lens barst of breekt, waarbij poederdeeltjes vrijkomen die de hele snijkop kunnen vervuilen en schade kunnen veroorzaken aan dure onderdelen zoals de focuslens en sensor.

De onderhoudskosten voor het repareren van een beschadigde snijkop kunnen oplopen tot 2-50% van de kosten van een nieuwe snijkop, waardoor vertragingen ontstaan in de productie en verwerking, wat leidt tot grotere economische verliezen. Om deze verliezen te voorkomen, is het aan te raden om laseraccessoires van een gerenommeerde fabrikant te kopen via de reguliere kanalen.

2. Anegatieve effecten van een slechte kwaliteit van beschermende lenzen

2.1 Thermisch lenseffect veroorzaakt de focusverschuiving van de snijkop

Een beschermende lens van slechte kwaliteit kan de absorptiviteit van de laser verhogen. Na langdurige blootstelling aan laserlicht zal de temperatuur stijgen, wat thermische vervorming veroorzaakt en de thermische lens effect. Dit leidt op zijn beurt tot de focus drift van de snijkop. Hoe hoger het vermogen en de verwerking van materialen met een hoge reflectie, hoe sneller de thermische uitzetting van het optische element en hoe meer uitgesproken het thermische lens effect zal zijn.

• Wanneer snijden van roestvrij staalHet thermische lenseffect kan inconsistente snijsecties veroorzaken, waardoor er steeds meer slak ontstaat en het mogelijk onmogelijk wordt om te snijden.
• Bij het snijden van koolstofstaal kan het thermische lenseffect leiden tot meer en meer slak op de bodem van de snede, waardoor het moeilijk wordt om nauwkeurig te snijden.

Fig. 2 Thermisch lenseffect

2.2 Brandpunt beschermende lens / doorbranden

Een lagere beschermende lens van slechte kwaliteit heeft een beperkt vermogen om stof en spatten tijdens het verwerken tegen te houden en kan een brandpunt veroorzaken. Bij het verwerken met een 10000 watt kop met ultrahoog vermogen is het cruciaal om de beschermende lens zorgvuldig te kiezen. Een lens van slechte kwaliteit kan leiden tot doorbranden van de lens bij blootstelling aan de 10000 watt laser in ernstige situaties.

Fig. 3 Brandpunt beschermende lens / doorbranden

2.3 Brandpunt van de focuslens

Als het doorbranden van de beschermende lens niet tijdig wordt gedetecteerd, wordt de continue laserbewerking zal stofdeeltjes genereren die de installatieonderdelen, afdichtring en onderkant van de focuslens kunnen verontreinigen.

Dit kan leiden tot de vorming van een brandplek op het oppervlak van de focuslens. In dat geval moet de hele set installatieonderdelen en de module van de focuslens grondig worden gereinigd en vervangen.

Fig. 4 Brandpunt van de focuslens

2.4 Burnout van de laseruitgangskop

Als de beschermende lens doorbrandt, zijn de collimator en de focuslensmodule in de snijkop kwetsbaar voor schade door de hoogvermogenlaser.

In ernstige gevallen, als de interne optische elementen van de snijkop beschadigd zijn, zal het optische pad abnormaal worden en zal het gereflecteerde licht overmatige verhitting van het raampje in de laservezel uitgangskop, wat leidt tot doorbranden van het QBH- of LOE-kristal. In dit scenario moet de gehele laseruitgangskop worden vervangen.

Fig. 5 Burnout van de laseruitgangskop

Het gebruik van beschermende lenzen van lage kwaliteit verkort niet alleen de levensduur van de snijkop en leidt tot verschillende ongelukken, maar heeft ook een negatieve invloed op de verwerkingsvoortgang en de kwaliteit van de fabriek, wat resulteert in hogere verwerkingskosten en een verminderde efficiëntie van de fabriek.

Daarom wordt geadviseerd dat gebruikers alleen beschermende brillenglazen kopen van gerenommeerde fabrikanten en via betrouwbare kanalen, om aanzienlijke verliezen en onbevredigende winsten te voorkomen.