1. หลักการทำงานหลัก
หัวตัดด้วยเลเซอร์ใช้ระบบออปติคอลภายในเพื่อโฟกัสลำแสงเลเซอร์พลังงานสูง-ไปบนพื้นผิวของวัสดุ ส่งผลให้อุณหภูมิในพื้นที่ถึงจุดหลอมเหลวหรือจุดเดือดอย่างรวดเร็ว ในเวลาเดียวกัน ก๊าซแรงดันสูง- (เช่น ออกซิเจนสำหรับการเผาไหม้หรือไนโตรเจนเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน) จะถูกขับออกมาร่วมกับลำแสงเพื่อเป่าโลหะหลอมเหลวออกไปจนกลายเป็นรอยตัด เมื่อหัวตัดเคลื่อนไปตามเส้นทางที่ตั้งโปรแกรมไว้ วัสดุก็จะถูกตัดในที่สุด
2. โครงสร้างภายใน
จากบนลงล่าง หัวตัดเลเซอร์ทั่วไปส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:
ขั้วต่อไฟเบอร์และสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก:ช่องทางการส่งเลเซอร์ เส้นผ่านศูนย์กลางแกนในมีขนาดเล็กมาก (เช่น 50μm, 100μm) โดยมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับรัศมีการโค้งงอ
เลนส์คอลลิเมตติ้ง:แปลงลำแสงที่ส่งออกจากไฟเบอร์ให้เป็นแสงคู่ขนาน เพื่อให้มั่นใจว่ามีการกระจายพลังงานที่สม่ำเสมอเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการโฟกัสครั้งต่อไป
เลนส์ป้องกัน (บน/ล่าง):โดยปกติจะอยู่ก่อนและหลังเลนส์โฟกัสเพื่อป้องกันตะกรันและฝุ่นละอองระหว่างการตัด ปกป้องเลนส์โฟกัสราคาแพงจากการปนเปื้อน เหล่านี้เป็นชิ้นส่วนสิ้นเปลือง
เลนส์โฟกัส:องค์ประกอบออปติคัลหลักที่ใช้หลักการของเลนส์นูนเพื่อรวมแสงคู่ขนานให้เป็นจุดโฟกัสที่เล็กมาก โดยมุ่งเน้นพลังงานเพื่อละลายหรือทำให้วัสดุกลายเป็นไอในทันที
แหวนเซรามิก:ประกอบด้วยสายไฟโลหะภายในที่เชื่อมต่อหัวฉีดเข้ากับเซนเซอร์เพื่อส่งข้อมูลการตรวจจับ มันเปราะบางและได้รับการออกแบบให้แตกหักก่อนในระหว่างการชนอย่างรุนแรง เพื่อปกป้องหัวตัด
หัวฉีด:ซึ่งตั้งอยู่ที่ด้านล่างสุด ทำหน้าที่เป็นช่องทางร่วมสำหรับทั้งลำแสงเลเซอร์และก๊าซช่วย รูปแบบและขนาดที่แตกต่างกัน (ขนาน บรรจบกัน เทเปอร์) ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและความเร็วของการตัด
เซ็นเซอร์และระบบติดตาม:โดยทั่วไปแล้วจะใช้เซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟ (ไม่-สัมผัส) หรือเซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำ (สัมผัส) เพื่อตรวจจับระยะห่างระหว่างหัวตัดและชิ้นงานแบบเรียลไทม์- เพื่อให้มั่นใจว่าจุดโฟกัสจะยังคงอยู่ในตำแหน่งการตัดที่เหมาะสมที่สุด
โมดูลการตรวจสอบอัจฉริยะ:หัวตัดอัจฉริยะ-ระดับสูงยังติดตั้งไฟ LED การตรวจสอบอุณหภูมิ และการตรวจจับการเจาะเพื่อให้ข้อมูลตอบกลับแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับสถานะการทำงาน
3. พารามิเตอร์หลักและการจำแนกประเภท
เส้นผ่านศูนย์กลางจุดโฟกัส:กำหนดความหนาแน่นของพลังงานโดยตรง จุดที่เล็กกว่าจะให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า เหมาะสำหรับการตัดแผ่นบางแบบละเอียด จุดที่ใหญ่กว่าจะดีกว่าสำหรับการตัดแผ่นหนา
ทางยาวโฟกัส:เลนส์ทางยาวโฟกัสสั้นเหมาะสำหรับแผ่นบางแต่ต้องการความเสถียรของระบบติดตามสูง เลนส์ทางยาวโฟกัสปานกลาง-ถึง-ยาวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นหนาเนื่องจากมีระยะชัดลึกที่กว้างและมีความทนทานต่อการปฏิบัติงานสูงกว่า
จำแนกตามประเภทเลเซอร์:
หัวตัดไฟเบอร์เลเซอร์:ใช้งานได้กับความยาวคลื่น 1,064 นาโนเมตร ซึ่งมีโครงสร้างกะทัดรัดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตัดโลหะ เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน สเตนเลส และอะลูมิเนียมอัลลอยด์
หัวตัดเลเซอร์ CO2:เข้ากันได้กับความยาวคลื่น 10.6μm ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ- เช่น ไม้และอะคริลิค รวมถึงโลหะบางบางชนิด เลนส์ต้องใช้วัสดุส่งสัญญาณอินฟราเรด-
หัวตัดเลเซอร์ UV:มีจุดโฟกัสที่เล็กมากและโซนรับความร้อน-เล็กน้อย ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการตัด-ไมโคร-ความแม่นยำสูงของบอร์ด PCB และฟิล์มบาง
4. แบรนด์อุตสาหกรรมหลัก
แบรนด์ต่างประเทศ:เช่น Precitec และ LT Ultra จากเยอรมนี ที่มีชื่อเสียงในด้านความแม่นยำสูง ความเสถียรสูง และเทคโนโลยีเซ็นเซอร์อัจฉริยะ กลไกเลเซอร์จากสหรัฐอเมริกายังมีความเข้ากันได้และความเสถียรเป็นเลิศอีกด้วย
แบรนด์ในประเทศ (จีน):เช่น Raycus (Jiaqiang) และ BCUT (BLT series) แบรนด์ในประเทศมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในภาคส่วนหัวตัดอัจฉริยะ โดยเปิดตัวผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติอัจฉริยะ เช่น -การโฟกัสอัตโนมัติ การตรวจจับจุดหลอมเหลว และ-เทคโนโลยีป้องกันการชน/ป้องกัน-การระเบิด ซึ่งเป็นผู้นำในส่วนแบ่งการตลาดในพื้นที่ที่แบ่งส่วน
5. แนวโน้มการพัฒนาอุตสาหกรรม
กำลังสูงและความแม่นยำสูง:เพื่อตอบสนองความต้องการของ-สาขาระดับสูง เช่น การบินและอวกาศและการต่อเรือ หัวตัดกำลังพัฒนาไปสู่ความจุพลังงานที่สูงขึ้น (เช่น 30kW ขึ้นไป) ความเร็วตัดที่เร็วขึ้น และความแม่นยำที่มากขึ้น
ความฉลาดและระบบอัตโนมัติ:บูรณาการ AI และเทคโนโลยีการตรวจจับเพื่อให้บรรลุการควบคุม-ลูปโฟกัสแบบลูปปิด -การจัดศูนย์กลางอัตโนมัติ การเจาะอย่างชาญฉลาด และ-การตรวจสอบอุณหภูมิของเลนส์และความแตกต่างของลำแสงแบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการปรับตัวของกระบวนการตัดเฉือน
การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและการประหยัดพลังงาน:ปรับระบบทำความเย็นและการควบคุมแก๊สให้เหมาะสมเพื่อลด-โซนที่ได้รับผลกระทบและการใช้พลังงานในระหว่างการตัด ส่งเสริมการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
