Wie man Laser für Lasers chneid maschinen wählt?

Im heutigen Bereich der Nicht metall verarbeitung sind Lasers chneid-und Gravier maschinen aufgrund ihrer leistungs starken Funktionen und ihres breiten Anwendungs bereichs zu einer neuen Generation von Produktivität werkzeugen geworden. In jeder Laser maschine ist die Laser quelle eine der wichtigsten Komponenten, da sie den Laserstrahl erzeugt und emittiert.

Die Qualität der Laser quelle wirkt sich direkt auf die Leistung, die Verarbeitung geschwindigkeit, die Schneid fähigkeit, die Gravur details und die Langzeit stabilität der Lasers chneid-und Gravier maschine aus. In diesem Leitfaden werden drei gängige Laser quellen verglichen: CO2-Glasrohrlaser, HF-Laser und Diodenlaser.

1. Einführung in Laser quellen

Ein CO2-Glasrohrlaser hat ein röhrenförmiges Aussehen. Die Haupt komponenten, einschl ießlich der Entladung röhre, des Wasser kühl rohrs, des Gasspeicher rohrs und des Gas rücklauf rohrs, bestehen aus harten Glas materialien. Aus diesem Grund wird es oft einfach als Glasrohr laser bezeichnet.

Ein CO2-HF-Röhren laser wird üblicher weise als HF-Röhre abgekürzt, da bei seiner Anregung methode eine Hochfrequenz-Wechselstrom anregung verwendet wird. Im Vergleich zu Glasrohr lasern sind HF-Röhren kompakter und werden häufig für Anwendungen ausgewählt, die eine feinere Gravur und einen langfristig stabilen Betrieb erfordern.

Ein Diodenlaser, auch als Halbleiter laser bekannt, verwendet eine Halbleiter dioden struktur als Kern arbeits komponente. In diesem Artikel bezieht sich der Diodenlaser haupt sächlich auf den blauen Diodenlaser, der üblicher weise in kleinen Desktop-oder Open-Frame-Laser maschinen verwendet wird.

2. Arbeits grundsätze

2.1 Laser erzeugung

Das Arbeits medium eines Glasrohr lasers ist ein gemischtes Gas aus Kohlendioxid, Stickstoff und Helium. Die Laser erzeugung verwendet normaler weise eine DC-Anregung. Gleichstrom regt Kohlendioxid moleküle von einem niedrigen Energien iveau auf ein hohes Energien iveau an, und wenn die Moleküle zu einem niedrigeren Energien iveau zurückkehren, emittieren sie Photonen. Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich und gibt einen Laserstrahl aus.

Die Hilfs gase verbessern die Laser effizienz. Stickstoff hilft bei der Übertragung von Energie und unterstützt den Übergang von Kohlendioxid molekülen zu höheren Energien iveaus, während Helium die thermische Entspannung beschleunigt und Kohlendioxid molekülen hilft, schneller zu niedrigeren Energien iveaus zurück zukehren.

Das Arbeits prinzip eines HF-Lasers ähnelt dem eines Glasrohr lasers, da beide Kohlendioxid gas als Arbeits medium verwenden. Der Unterschied ist die Erregung methode. Ein HF-Laser verwendet ein hoch frequentes elektrisches Feld, das von einer HF-Stromquelle erzeugt wird, um Kohlendioxid gasmoleküle anzuregen und eine Laser leistung zu erzeugen.

Ein Diodenlaser verwendet eine p-n-Übergangs struktur, die durch Halbleiter materialien gebildet wird. Wenn ein externes DC-Signal eine bestimmte Intensität erreicht, rekombinieren Elektronen mit Löchern und setzen Photonen frei. Diese Photonen werden durch den Resonanz hohlraum verstärkt, um einen Laserstrahl zu erzeugen. In einfachen Worten kann ein Diodenlaser elektrische Energie direkt in Lichtenergie umwandeln.

2.2 Wellenlängen bereich

Unterschied liche Laser quellen geben je nach Arbeits medium und strukturellem Design unterschied liche Wellenlängen aus. CO2-Laser, einschl ießlich Glasröhren-und HF-Röhren laser, geben typischer weise Wellenlängen um 9-10 μm aus. Dieser Bereich ist nützlich für die Verarbeitung vieler nicht metallischer Materialien, da Holz, Kunststoffe, Stoffe und ähnliche Materialien Mittel infrarot licht effektiv absorbieren können.

Übliche CO2-Laserwellenlängen umfassen 9,3 μm, 10,2 μm und 10,6 μm. Ein 9,3 μm Laser kann für Materialien wie Polyimid folie, Polycarbonat und PET geeignet sein. Ein 10,2 μm Laser kann für Polypropylen geeignet sein. Ein 10,6 μm Laser ist für viele gängige nicht metallische Materialien geeignet.

Thunder Lasers chneid-und Gravier maschinen verwenden eine CO2-Laserquelle von 10,6 μm, die eine breite Palette von Anwendungen unterstützt, darunter Holz, Acryl, ABS, Papier, Stoff, Leder, Ziegel und mehr. Durch Ändern der Modulation frequenz können auch spezielle Materialien wie Polyimid filme verarbeitet werden.

Da CO2-Laserlicht für das menschliche Auge unsichtbar ist, kombiniert Thunder Laser sichtbares rotes Anzeige licht mit dem unsichtbaren Laser pfad durch eine Fokus sier linse. Benutzer können vor der Verarbeitung auf die Frame-Schaltfläche klicken, um das sich bewegende rote Licht zu beobachten und den Verarbeitung bereich zu bestätigen. Während der tatsächlichen Laser bearbeitung muss die Abdeckung aus Sicherheits gründen geschlossen sein, und Benutzer sollten niemals direkt auf den Laser schauen.

Diodenlaser haben einen breiteren Wellenlängen bereich, typischer weise zwischen 400 und 2000 nm. Übliche Verarbeitung wellenlängen umfassen 532 nm grünes Licht, 450 ± 5 nm blaues Licht und 405 nm violettes Licht. Obwohl diese Wellenlängen sichtbar sind, ist die direkte Betrachtung immer noch unsicher und kann die Augen schädigen.

2.3 Laserlicht weg

Im Allgemeinen ist der Laser verlust umso größer, je länger der Laser pfad und je mehr reflektierende Spiegel verwendet werden. In kleinen und mittleren Laser geräten verwenden CO2-Glasröhren-und HF-Röhren laser normaler weise drei reflektierende Spiegel, um den Lichtweg zu ändern und einen Laserstrahl senkrecht zur Verarbeitung plattform auszugeben.

Dieses Design wird benötigt, da CO2-Laserquellen relativ groß sind und nicht direkt im Laser kopf platziert werden können. Im Gegensatz dazu sind Diodenlaser klein und können oft direkt im Laser kopf platziert werden. Ein einzelner Diodenlaserstrahl benötigt normaler weise Null oder einen reflektieren den Spiegel zur Übertragung.

2.4 Laser qualität

Die Qualität des Laserstrahls wirkt sich direkt auf die Schnitt-und Gravur qualität aus. Es wird üblicher weise mit M² gemessen, das den tatsächlichen Strahl mit einem idealen Gaußschen Strahl vergleicht. Je näher der M²-Wert an 1 liegt, desto besser ist die Strahl qualität. Bessere Strahl qualität bedeutet einen kleineren fokussierten Punkt, eine höhere Leistungs dichte, eine bessere Verarbeitung effizienz und bessere Details.

In kommerziellen kleinen und mittleren Lasers chneid-und Gravier maschinen haben CO2-Laser im Allgemeinen eine bessere Strahl qualität als Diodenlaser. CO2-Laser haben typischer weise einen M²-Wert zwischen 1,1 und 1,3, während Diodenlaser typischer weise zwischen 1,1 und 1,7 liegen.

CO2-Laser verwenden ein Gasgemisch als Verstärkungs medium, das gleichmäßiger und stabiler ist als die in Diodenlasern verwendeten Halbleiter materialien. CO2-Laserstrukturen unterstützen auch einen besseren Quer modus, der näher an einem idealen Gaußschen Profil liegt.

RF-Röhren laser bieten normaler weise eine bessere Strahl qualität und kleinere Spot größen als Glasrohr laser. Dies macht HF-Röhren besonders nützlich für sehr feine Gravuren und Anwendungen, bei denen eine stabile, empfindliche Verarbeitung erforderlich ist.

2.5 Kathoden Sputtern

Kathoden sputtern bezieht sich auf ein Phänomen, bei dem positive Ionen im Plasma unter Hochspannung mit der Kathode kollidieren, wodurch Kathoden material heraus gesputtert wird. Das gesputzte Material kann sich auf anderen Oberflächen ablagern und eine Kontamination des Laser hohlraums, Änderungen der Elektroden lücke und andere Probleme verursachen, die sich auf die Lebensdauer, die Ausgangs stabilität und die Laser qualität auswirken.

Kathoden sputtern macht sich bei Glasrohr lasern aufgrund von Faktoren wie Kathoden material, Konstruktion struktur und Überhitzung stärker bemerkbar, wenn die Kühlung im Dauerbetrieb nicht ausreicht. HF-Röhren laser reduzieren dieses Problem durch ihr Kathoden material und ihre Verpackungs struktur, was zu einer stabileren Leistung und einer längeren Lebensdauer führt.

Diodenlaser beinhalten typischer weise kein herkömmliches Kathoden sputtern, da ihr Betrieb eher auf Festkörper halbleiter materialien als auf Gasentladung basiert.

3. Verarbeitung Leistung

3.1 Bearbeitungs zeit

Die Verarbeitung szeit von Diodenlasern ist normaler weise viel länger als die von CO2-Laserröhren. Bei der Verarbeitung desselben Produkts ist die Verarbeitung szeit eines Diodenlasers im Allgemeinen etwa dreimal so hoch wie die einer CO2-Laserröhre, insbesondere während des Schneidens.

Dieser Unterschied hängt mit der maximalen Ausgangs leistung und der maximalen Verarbeitung geschwindigkeit zusammen. Kleine und mittlere Diodenlaser maschinen verwenden häufig 10-20 W Laser quellen, wobei einige Modelle über 40 W liegen, während ihre maximale Verarbeitung geschwindigkeit normaler weise 1000mm/s nicht übers ch reitet.

Im Vergleich dazu starten CO2-Laserröhren in kleinen und mittleren Laser maschinen normaler weise über 30 W und können Hunderte von Watt erreichen, während die maximale Verarbeitung geschwindigkeit 1000mm/s oder sogar 2000mm/s erreichen kann. Eine höhere Leistung ermöglicht es der Maschine, das gleiche Ergebnis mit einer schnelleren Geschwindigkeit und mit weniger Verarbeitung zyklen zu erzielen.

3.2 Anwendbare Materialien

CO2-Laser können Holz, Leder, Papier, Pappe, Stoff, transparentes und undurchsichtiges Acryl, Stein, Glas, Keramik, eloxiertes Aluminium und beschichtete Metalle verarbeiten. Diodenlaser können Holz, Leder, Papier, Pappe, undurchsichtiges Acryl, Stein, beschichtetes Glas, beschichtete Keramik, Edelstahl, Titan, Eisen und Aluminium oxid verarbeiten.

3.3 Verarbeitung effekt

Glasrohr laser sind wirksam zum Schneiden vieler nicht metallischer Materialien, einschl ießlich Papier, Holz, Bambus produkte, Acryl, Gummi und andere Materialien. Sie werden häufig ausgewählt, wenn Benutzer eine stärkere Schneid fähigkeit zu relativ geringeren Kosten benötigen.

HF-Laser schneiden besonders gut in der Nicht metall gravur ab. Ihre Strahl formung und Polarisation eigenschaften unterstützen empfindlichere und gleichmäßigere Verarbeitung effekte. Die Strahl formung kann die Spot größe und-form anpassen und die Energie verteilung während der Verarbeitung verbessern, während die lineare Polarisation dazu beitragen kann, den Energie verlust bei der Verarbeitung bestimmter reflektieren der Materialien zu verringern.

Diodenlaser können auch nicht metallische Materialien gravieren und schneiden. Da ihre Leistung jedoch im Allgemeinen geringer ist, eignen sie sich eher zum Schneiden dünner Materialien und zur flachen Gravur. Bei dickeren Materialien sind häufig mehrere Durchgänge erforderlich, was zu Verarbeitung fehlern führen kann.

4. Gesamt überlegungen der Maschine

4.1 Lebensdauer

CO2-Glasröhren können nicht nachgefüllt und wieder verwendet werden, daher ist ihre Lebensdauer kürzer als bei HF-Laser röhren und reicht im Allgemeinen von 2.000 bis 4.000 Stunden. Mit einer guten Arbeits umgebung und ordnungs gemäßer Wartung können Glasröhren länger halten. Thunder Laser bietet eine 1-Jahres-Garantie für Glasrohr laser.

CO2-Rf-Röhren haben eine stabile Leistung und erfordern keine besondere Wartung. Sie können nachgefüllt und wieder verwendet werden, und ihre Lebensdauer kann 10.000 Stunden überschreiten. Thunder Laser bietet eine 2-jährige Garantie für RF-Röhren.

Diodenlaser haben eine Lebensdauer von ungefähr 10.000 Stunden, aber einige Diodenlaser erreichen möglicher weise ihre Nenn lebensdauer nicht. Da Diodenlaser häufig lange Zeit mit hoher Leistung oder sogar 100% Leistung betrieben werden müssen, können die Alterung der Komponenten, die Reduzierung der Ausgangs leistung, das Ausfall risiko und Stabilitäts probleme im Laufe der Zeit zunehmen.

4.2 Kühl methode

Ein längerer Laser betrieb erzeugt Wärme, die zu einer instabilen Laser leistung und einer verringerten Strahl qualität führen kann. Aus diesem Grund erfordert Laser ausrüstung ein Kühlsystem. Glasrohr laser verwenden im Allgemeinen Wasser kühlung, während HF-Röhren laser und Diodenlaser üblicher weise Luftkühlung verwenden.

Die Wasser kühlung ist leise und effektiv und eignet sich daher für Hochleistungs-Laser geräte. Installation und Wartung sind jedoch komplexer, da ein zusätzliches Kühlsystem erforderlich ist. Die Wasser kühlung kann auch durch Einfrieren in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen beeint rächt igt werden, und überhitztes Kühlwasser kann die Kühlleistung beeinträchtigen.

Die Luftkühlung ist einfacher zu installieren und zu warten und unterstützt mehr integrierte Maschinen konstruktionen. Es ist jedoch haupt sächlich für kleine und mittlere Geräte geeignet, da die Kühlleistung niedriger sein kann als die Wasser kühlung. Kühl ventilatoren können auch Geräusche erzeugen.

Thunder Laser verwendet eine intelligente Lüfter geschwindigkeit regler platine, um das Lüfter geräusch für luftgekühlte HF-Röhren zu reduzieren. Der Lüfter passt sich automatisch an vier Geschwindigkeit stufen an, basierend auf der Verarbeitung leistung, wodurch unnötige Geräusche reduziert werden, wenn die Maschine im Leerlauf ist oder mit geringerer Leistung betrieben wird.

4.3 Volumen und Gewicht

Bei Glasrohr lasern hängt die Rohrlänge positiv von der maximalen Ausgangs leistung ab. Eine höhere Ausgangs leistung erfordert eine längere Glasröhre, da eine längere Entladung röhre ein längeres Lasermedium liefert.

Hochleistungs-HF-Röhren laser sind größer als HF-Röhren mit geringer Leistung, aber aufgrund ihres kompakten versiegelten Designs sind sie viel kleiner als Glasröhren. HF-Rohre bestehen aus Metall, sind also schwerer als Glasrohr laser, aber sie sind auch kompakter und langlebiger in der Struktur.

Diodenlaser haben eine einfache Struktur, einen hohen Wirkungsgrad und eine kompakte Größe. Sie sind die leichtesten unter den drei Laser quellen typen und werden üblicher weise in kleinen Desktop-Maschinen oder einfacheren Open-Frame-Maschinen verwendet.

4.4 Schwierigkeiten bei der Montage

CO2-Lasermaschinen werden typischer weise in einem Schrank einges ch lossen und im Werk vormontiert. Sie werden vor der Auslieferung getestet, um sicher zustellen, dass die Geräte ordnungs gemäß funktionieren können, was sie für Anfänger und Benutzer ohne technischen Hintergrund erleichtert.

Diodenlaser-Maschinen werden häufig als Komponenten ausgeliefert und erfordern eine Kunden montage. Dies erfordert mehr technisches Wissen und praktische Fähigkeiten. Für DIY-Benutzer kann die Selbst montage Teil der Erfahrung sein, erhöht aber auch die Setup-Zeit und den Schwierigkeit sgrad.

Diodenlaser-Benutzer müssen möglicher weise auch optionale Komponenten wie Waben plattformen und Abgas pumpen kaufen, um eine bessere Leistung zu erzielen. Diese Komponenten sind häufig standard mäßig bei CO2-Lasermaschinen enthalten.

5. Nutzungs szenarien

Bei der Auswahl einer Laser quelle sollten Benutzer Anwendungs anforderungen, Budget, Material typen, Präzisions anforderungen, Verarbeitung geschwindigkeit, Arbeits umgebung und Wartungs erwartungen berücksichtigen. Jede Laser quelle hat ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen.

5.1 Glasrohr laser

Glasrohr laser sind im Vergleich zu anderen Laser typen relativ kosten günstig. Sie eignen sich für Benutzer mit begrenzten Budgets, Startups und kosten günstigen Projekten. Sie können eine starke Schneide leistung für viele nicht metallische Materialien bieten.

Die Qualität des Glasrohr strahls ist jedoch nicht so stark wie die Qualität des HF-Rohrs trahls. Ihre Ausgangs reaktions geschwindigkeit ist relativ langsamer und sie können bei geringer Leistung nicht gut arbeiten, was einige hochpräzise Verarbeitung anwendungen einschränkt.

5.2 RF-Rohr laser

HF-Laser bieten Vorteile wie kompakte Größe, einfache Wartung, niedrige Betriebs kosten, hohe Strahl qualität und lange Lebensdauer. Ihre kleinere Größe unterstützt ein kompakteres Geräte design und ihre stabile Leistung macht sie für den hochpräzisen und langfristigen Einsatz geeignet.

Bei der Nicht metall laser gravur werden HF-Laser häufig für feine Gravur effekte bevorzugt. Unabhängig davon, ob Sie Holz, Acryl, Leder, Stoff oder Papier verarbeiten, können HF-Laser präzise und klare Gravur ergebnisse erzielen, sodass sie für Benutzer geeignet sind, die eine erstklassige Gravur qualität benötigen.

5.3 Dioden laser

Diodenlaser eignen sich für verschiedene Anwendungen im kleinen Maßstab, weisen jedoch Einschränkungen in Bezug auf Strahl qualität, Kurzpuls betrieb, Temperature ffekte, Leistung, Verarbeitung geschwindigkeit und Material bereich auf. Im Vergleich zu CO2-Lasern sind sie weniger für die schnelle oder tiefe Verarbeitung vieler nicht metallischer Materialien geeignet.

Ihre Vorteile sind geringe Kosten, Portabilität und Flexibilität. Sie können für Benutzer attraktiv sein, die nur gelegentlich Laser verwenden, nur über begrenzten Platz verfügen, mobilen Betrieb benötigen oder an kleinen Projekten mit geringem Volumen arbeiten.

6. Schluss folgerung

Die Wahl der richtigen Laser quelle für eine Lasers chneid maschine hängt von den Materialien ab, die Sie verarbeiten, der Dicke, die Sie zum Schneiden benötigen, der erwarteten Gravur qualität, Ihrem Budget und der Häufigkeit, mit der die Maschine verwendet wird. CO2-Glasrohrlaser eignen sich für kosten günstiges Schneiden und allgemeine Nicht metall verarbeitung, während HF-Laser für feine Gravuren, lange Lebensdauer und stabile qualitativ hochwertige Ergebnisse besser geeignet sind.

Diodenlaser können für kleine, tragbare und gelegentliche Projekte nützlich sein, sind jedoch normaler weise langsamer und weniger leistungs fähig als CO2-Laserquellen. Für Benutzer, die ein effizientes Schneiden, eine tiefe Gravur oder eine konsistente Produktion benötigen, sind CO2-Laserquellen im Allgemeinen die stärkere Wahl.