Ako funguje 3D laserový stroj s rôznymi systémami zaostrovania?

Ako skúsený dodávateľ 3D laserových strojov som bol svedkom transformačného vplyvu týchto strojov na rôzne priemyselné odvetvia. Jedným z kľúčových aspektov, ktorý určuje výkon a všestrannosť 3D laserového stroja, je jeho zaostrovací systém. V tomto blogu preskúmame, ako funguje 3D laserový stroj s rôznymi zaostrovacími systémami, pričom odhalíme princípy, výhody a aplikácie každého z nich.

Základy 3D laserového stroja

Predtým, ako sa ponoríme do zložitosti zaostrovacích systémov, stručne zopakujme, ako funguje 3D laserový stroj. 3D laserový stroj vo svojom jadre využíva laserový lúč vysokej intenzity na vykonávanie úloh, ako je rezanie, gravírovanie alebo zváranie na trojrozmerných objektoch. Laserový zdroj generuje lúč, ktorý je potom smerovaný a manipulovaný cez sériu optických komponentov, aby dosiahol cieľový materiál.

Systém zaostrovania hrá v tomto procese kľúčovú úlohu. Jeho hlavnou funkciou je sústrediť laserový lúč na konkrétne miesto na obrobku, čím sa zabezpečí, že energia sa dostane presne tam, kde je potrebná. Kvalita zaostrovacieho systému môže výrazne ovplyvniť presnosť, rýchlosť a kvalitu laserového spracovania.

Konvenčné zaostrovacie systémy

Pevné - Focus System

Pevný zaostrovací systém je jedným z najjednoduchších a najčastejšie používaných zaostrovacích systémov v 3D laserových strojoch. V tomto systéme je ohnisková vzdialenosť šošovky pevná, čo znamená, že vzdialenosť medzi šošovkou a obrobkom musí byť udržiavaná konštantná, aby sa zachovalo ostré zaostrenie.

Pri použití systému pevného zaostrenia je stroj zvyčajne naprogramovaný tak, aby udržiaval cieľový povrch v určitej vzdialenosti od laserovej hlavy. To môže fungovať dobre pre ploché alebo mierne zakrivené povrchy. Napríklad pri výrobe plochých plechov pre automobilové diely dokáže 3D laserový stroj s pevným ohniskom efektívne vyrezať presné tvary.

Obmedzenie systému pevného zaostrenia sa však prejaví pri riešení zložitých 3D geometrií. Keďže ohnisková vzdialenosť je nemenná, môže byť ťažké udržať konzistentné zaostrenie na celom povrchu obrobku. To môže mať za následok nerovnomernú hĺbku rezu alebo gravírovania alebo zníženú kvalitu zvárania.

Systém manuálneho zaostrovania

O krok vyššie oproti systému pevného zaostrenia je systém manuálneho zaostrovania. V tomto nastavení môže operátor upraviť polohu zaostrovacej šošovky a zmeniť ohniskovú vzdialenosť. Zvyčajne sa to robí pomocou mechanického nastavovacieho mechanizmu, ako je skrutka alebo gombík.

Systém manuálneho zaostrovania ponúka väčšiu flexibilitu ako systém pevného zaostrenia. Napríklad pri práci na obrobku s rôznou výškou môže operátor manuálne upraviť zaostrenie podľa potreby. To je užitočné pri výrobe v malom meradle alebo prototypovaní, kde operátor môže pozorne sledovať proces a vykonávať úpravy v reálnom čase.

Manuálne zaostrovanie má ale aj svoje nevýhody. Je to časovo náročné, najmä pri práci s veľkými sériami obrobkov alebo zložitých 3D geometrií. Presnosť nastavenia zaostrenia závisí od zručnosti a skúseností operátora, čo môže viesť k nezrovnalostiam v konečnom produkte.

Pokročilé zaostrovacie systémy

Systém automatického zaostrovania

Systém automatického zaostrovania predstavuje významný pokrok v technológii 3D laserových strojov. Tento systém využíva senzory a mechanizmy spätnej väzby na automatické nastavenie ohniskovej vzdialenosti v reálnom čase na základe vzdialenosti medzi laserovou hlavou a obrobkom.

V systémoch automatického zaostrovania sa používa niekoľko typov snímačov, ako sú optické snímače a kapacitné snímače. Optické senzory môžu merať vzdialenosť k obrobku analýzou odrazeného svetla, zatiaľ čo kapacitné senzory dokážu detekovať zmeny v kapacite spôsobené blízkosťou obrobku.

Systém automatického zaostrovania ponúka niekoľko výhod. Ľahko zvládne zložité 3D geometrie, čím zaistí konzistentné zaostrenie po celom povrchu obrobku. To vedie k vyššej presnosti a kvalitnejším výsledkom. Okrem toho znižuje potrebu manuálneho zásahu a zvyšuje efektivitu výrobného procesu.

Napríklad v leteckom priemysle, kde súčiastky často majú zložité 3D tvary, dokáže 3D laserový stroj s automatickým zaostrovaním presne rezať a zvárať diely, čím sa zlepšuje celková kvalita a spoľahlivosť lietadla.

Dynamický systém zaostrovania

Systém dynamického zaostrovania posúva koncept automatického zaostrovania o krok ďalej. Okrem automatického nastavenia ohniskovej vzdialenosti dokáže súčasne meniť aj ohniskovú polohu v smeroch X, Y a Z.

To sa dosahuje kombináciou pokročilých optických komponentov a riadiacich algoritmov. Systém dynamického zaostrovania sa dokáže rýchlo prispôsobiť meniacej sa topografii povrchu obrobku, čo umožňuje vysokorýchlostné spracovanie zložitých 3D objektov.

V aplikáciách, ako je 3D gravírovanie sôch alebo šperkov, dokáže systém dynamického zaostrovania vytvárať zložité a detailné návrhy s vysokou presnosťou. Využitie nájde aj v priemysle výroby zdravotníckych pomôcok, kde sa vyžaduje presné laserové spracovanie zložitých tvarovaných chirurgických nástrojov.

Aplikácie rôznych zaostrovacích systémov

Kovové spracovanie

Pri výrobe kovov nachádzajú rôzne zaostrovacie systémy svoje jedinečné uplatnenie. Pevné zaostrovacie systémy sú vhodné pre jednoduché úlohy rezania kovov, ako je rezanie plochých oceľových plechov pre stavebné alebo automobilové použitie. Jednoduchosť a nákladová efektívnosť týchto systémov z nich robí obľúbenú voľbu pre základné operácie.

Na druhej strane systémy automatického zaostrovania a dynamického zaostrovania sú nevyhnutné pre zložitejšie úlohy výroby kovov. Poradia si so zakrivením a nepravidelnosťami 3D kovových častí, ako sú súčasti motora alebo letecké konštrukcie. Napríklad a3D vláknový laserový strojso systémom dynamického zaostrovania dokáže presne rezať a zvárať zložité tvary lopatky turbíny, čím zaisťuje jej optimálny výkon.

Spracovanie polymérov

Pokiaľ ide o spracovanie polymérov, ako je rezanie a gravírovanie plastových materiálov, výber zaostrovacieho systému závisí aj od zložitosti úlohy. Manuálne zaostrovacie systémy môžu postačovať pre malé umelecké projekty z polymérov, kde si operátor môže nájsť čas na úpravu zaostrenia pre každý kus.

Na výrobu plastových komponentov s komplexnou 3D geometriou vo veľkom meradle, ako sú kryty mobilných telefónov alebo automobilové interiérové ​​diely, sú však potrebné systémy automatického zaostrovania alebo dynamického zaostrovania. Tieto systémy dokážu zabezpečiť stálu kvalitu a vysokorýchlostné spracovanie, spĺňajúce požiadavky sériovej výroby.

Spracovanie skla

Pri spracovaní skla je presnosť zaostrovacieho systému rozhodujúca, aby sa zabránilo prasknutiu alebo rozbitiu krehkého materiálu. Fixné - ohniskové systémy je možné použiť na základné rezanie a gravírovanie skla na ploché sklenené tabule.

Pokročilé zaostrovacie systémy, ako sú automatické a dynamické zaostrovacie systémy, sú vhodnejšie na spracovanie 3D sklenených predmetov, ako sú sklenené vázy alebo architektonické sklenené prvky. A5-osový vláknový laserový strojvybavený dynamickým zaostrovacím systémom dokáže presne tvarovať a gravírovať zložité krivky 3D skla a vytvárať tak nádherné a jedinečné produkty.

Kontaktujte nás, ak potrebujete 3D laserový stroj

Ak hľadáte kvalitný 3D laserový stroj, naša spoločnosť má širokú škálu možností, ako splniť vaše špecifické požiadavky. Či už potrebujete stroj s pevným zaostrovacím systémom pre jednoduché úlohy alebo najmodernejší dynamický zaostrovací systém pre komplexné 3D spracovanie, máme odborné znalosti a produkty na podporu vášho podnikania.

Chápeme, že výber správneho 3D laserového stroja môže byť náročným rozhodnutím. Náš tím odborníkov je vždy pripravený poskytnúť vám podrobné informácie, odpovedať na vaše otázky a pomôcť vám vybrať ten najvhodnejší stroj pre vaše aplikácie. Kontaktujte nás ešte dnes, aby ste mohli začať diskusiu a posunúť svoje výrobné možnosti na vyššiu úroveň.

Referencie

• Príručka priemyselných laserových aplikácií, tretie vydanie, vydal RS Bath
• Laser Processing and Chemistry, štvrté vydanie, D. Bäuerle