W przemysłowych zastosowaniach laserowych moduł lasera pompującego diodę pełni funkcję „rdzenia mocy” systemu laserowego. Jego wydajność bezpośrednio wpływa na wydajność przetwarzania, żywotność urządzeń i jakość produktu końcowego. Jednak przy szerokiej gamie laserów pompujących diodę dostępnych na rynku (takich jak lasery pompujące z pompą końcową, boczną i światłowodowe), jak można precyzyjnie dopasować je do konkretnych wymagań przemysłowych? Niniejszy artykuł przedstawia systematyczną strategię wyboru opartą na parametrach technicznych i analizie scenariuszowej.
1. Określ podstawowe wymagania aplikacji przemysłowej
Przed wyborem modułu lasera pompującego diodami konieczne jest zdefiniowanie podstawowych parametrów scenariusza zastosowania:
① Typ przetwarzania
- Ciągłe przetwarzanie o dużej mocy (np. cięcie/spawanie grubych metali): priorytetem jest stabilność mocy (>1 kW) i zdolność do rozpraszania ciepła.
- Precyzyjna mikroobróbka (np. wiercenie/trawienie kruchego materiału): Wymaga wysokiej jakości wiązki (M² < 10) i precyzyjnej kontroli impulsów (na poziomie nanosekund). – Dynamiczne przetwarzanie o dużej prędkości (np. zgrzewanie zakładek baterii litowej): Wymaga szybkiej reakcji (częstotliwość powtarzania w zakresie kHz). ② Możliwość dostosowania do środowiska – Trudne warunki (np. wysoka temperatura, kurz, wibracje, takie jak na liniach produkcyjnych samochodów): Wymaga wysokiego poziomu ochrony (IP65 lub wyższy) i konstrukcji odpornej na wstrząsy. ③ Długoterminowe rozważania dotyczące kosztów Urządzenia przemysłowe często działają 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, dlatego ważne jest, aby ocenić wydajność elektrooptyczną (>30%), cykle konserwacji i koszty części zamiennych.
2. Wyjaśnienie kluczowych wskaźników efektywności
① Moc wyjściowa i jakość wiązki
- Zakres mocy: Przemysłowe moduły laserów pompujących diodami zazwyczaj mają moc od 100 W do 10 kW. Dobór należy dokonać w oparciu o grubość materiału (np. cięcie stali o grubości 20 mm wymaga mocy ≥3 kW).
- Jakość wiązki (współczynnik M²):
- M² < 20: Nadaje się do obróbki zgrubnej (np. czyszczenie powierzchni).
- M² < 10: Nadaje się do precyzyjnego spawania/cięcia (np. stal nierdzewna o grubości 0,1 mm). – Uwaga: Wyższa moc często pogarsza jakość wiązki; w celu optymalizacji należy rozważyć konstrukcje z pompowaniem bocznym lub hybrydowym. ② Sprawność elektrooptyczna i zarządzanie termiczne – Sprawność elektrooptyczna: Bezpośrednio wpływa na koszty energii. Preferowane są moduły o sprawności >40% (np. moduły laserów pompujących diodami są 2–3 razy bardziej wydajne niż tradycyjne moduły pompowane lampami).
- Konstrukcja chłodzenia: Mikrokanalikowe chłodzenie cieczą (wydajność chłodzenia >500 W/cm²) jest bardziej odpowiednie do długotrwałych operacji o dużym obciążeniu niż chłodzenie powietrzem.
③ Niezawodność i żywotność
- MTBF (średni czas między awariami): W środowiskach przemysłowych wymagany jest ≥50 000 godzin.
- Odporność na zanieczyszczenia: Uszczelniona komora optyczna zapobiega przedostawaniu się odprysków metalu i kurzu (stopień ochrony IP67 jest jeszcze lepszy).
④ Zgodność i skalowalność
- Interfejs sterujący: Obsługa protokołów przemysłowych, takich jak EtherCAT i RS485, ułatwia integrację ze zautomatyzowanymi liniami produkcyjnymi.
- Rozszerzalność modułowa: obsługa konfiguracji równoległej wielu modułów (np. układanie 6 w 1) pozwala na bezproblemową rozbudowę zasilania.
⑤ Charakterystyka długości fali i impulsu
- Dopasowanie długości fali:
- 1064 nm: typowe dla obróbki metali.
- 532 nm/355 nm: Nadaje się do precyzyjnej obróbki materiałów niemetalowych, takich jak szkło i ceramika.
- Kontrola pulsu:
- Tryb QCW (Quasi-Continuous Wave) jest idealny do zastosowań wymagających dużej energii i niskiej częstotliwości (np. głębokie grawerowanie).
- Wysoka częstotliwość powtarzania (na poziomie MHz) jest odpowiednia do szybkiego znakowania.
3. Unikanie typowych pułapek selekcji
- Pułapka 1: „Im wyższa moc, tym lepiej” – Nadmierna moc może spowodować spalenie materiału. Należy zachować równowagę między mocą a jakością wiązki.
- Pułapka 2: „Ignorowanie długoterminowych kosztów konserwacji” – Moduły o niskiej efektywności mogą z czasem generować wyższe koszty energii i konserwacji, przewyższające początkowe oszczędności.
- Pułapka 3: „Jeden uniwersalny moduł na każdy scenariusz” – Precyzyjne i zgrubne przetwarzanie wymaga zróżnicowanych projektów (np. stężenia domieszek, struktury pompy).
Lumispot
Adres: Budynek nr 4, nr 99 Furong 3rd Road, dystrykt Xishan, Wuxi, 214000, Chiny
Tel.: + 86-0510 87381808.
Telefon komórkowy: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Czas publikacji: 10 kwietnia 2025 r.