Qu'est-ce qu'un matériau à haute réflectivité ?

Généralement, le matériau à haute réflectivité fait référence au faible taux d'absorption du laser proche infrarouge en raison de la faible résistivité du matériau traité et de la surface plus lisse, comme le montre la figure, le coefficient d'absorption des éléments métalliques communs, ce qui conduit à une grande quantité de réflexion laser, et parce que la plupart des lasers sont utilisés dans des scénarios perpendiculaires au matériau ou une petite quantité d'inclinaison qui conduit au retour du laser à rentrer dans la tête de sortie, ou même une partie du couplage optique de retour dans la fibre de transfert d'énergie, le long de la fibre, la transmission inverse vers l'intérieur du laser fera monter les composants du cœur à haute température jusqu'à ce qu'ils soient endommagés.

Pourquoi le laser à fibre Raycus peut-il couper des matériaux à haute réflectivité ?

Lors du traitement de matériaux hautement réfléchissants, du soudage et de la découpe, un retour de faisceau laser trop important par le matériau réfléchissant présente un risque d'endommagement de la tête et de la source laser. Ce risque est bien plus élevé avec une source laser de forte puissance qu'avec une source laser de faible puissance.

Lors de la découpe de matériaux hautement réfléchissants, si le matériau ne perce pas, la puissance renvoyée vers le laser est plus élevée, ce qui endommage la source laser. L'équipe R&D de Raycus a donc conçu un système de protection laser antireflet à quatre niveaux pour la source laser à fibre, et l'a enrichi de fonctions de surveillance de la lumière laser afin d'assurer une protection en temps réel et une découpe stable des matériaux hautement réfléchissants.

1. Quels sont les quatre niveaux de conception de protection laser antireflet ?

Les têtes de sortie à fibre QBH, QD et QP conçues par Raycus ont pour fonction de convertir le faisceau laser réfléchissant en lumière et chaleur absorbables, et d'utiliser le refroidissement par eau de la tête laser pour absorber la chaleur, afin d'éviter l'impact de la tête laser.

Pour la machine de découpe laser, le laser de retour affectera d'abord la tête du câble à fibre optique de sortie, ce qui expose le câble optique de sortie à un risque de chauffage ou même d'endommagement.

Afin d'assurer la sécurité du câble à fibre optique de sortie, Raycus a intégré un dispositif de dénudage laser de niveau de retour à l'intérieur du câble optique de sortie, comme illustré sur la figure.

La conception antireflet de la sortie du câble peut éliminer la majeure partie du laser de retour qui sera éliminé par la circulation de l'eau de refroidissement du refroidisseur d'eau, réduisant ainsi les dommages au dispositif à fibre optique laser interne.

2. Conception antireflet à deux niveaux dans le module de combinaison de faisceaux

La source laser haute puissance multi-module est conçue avec le module multi-unités, lors de la découpe de matériaux hautement réfléchissants, après que la lumière de retour traverse le câble à fibre optique au premier niveau de conception antireflet, il peut encore y avoir une partie de la lumière laser à travers le câble optique de sortie en transmission inverse vers l'intérieur du faisceau.

Par conséquent, compte tenu de la sécurité et de la fiabilité, la conception de protection antireflet à deux étages a été ajoutée à l'intérieur du combinateur de la source laser Raycus, comme indiqué sur la figure, en utilisant un décapage étape par étape de la lumière laser de retour pour assurer la sécurité de l'optique de protection antireflet et réduire l'impact de la lumière laser de retour sur les pièces optiques du laser.

Conception anti-haute réflexion du module laser

En raison de la présence d'une cavité résonante optique à l'intérieur du module, une fois que le laser de retour de faible puissance pénètre dans le module et est continuellement amplifié par la cavité résonante, la stabilité optique du laser est sérieusement affectée et le risque d'endommagement de la source laser est accru. Afin d'améliorer encore la stabilité et la fiabilité du laser lors de la découpe à haute réflexion, un dispositif antireflet doit être ajouté pour protéger chaque module.

Surveillance logicielle antireflet (mise à jour continue)

Bien que le dispositif antireflet puisse garantir que le laser puisse toujours fonctionner normalement sans dommage dans un certain seuil de puissance laser de retour, il existera toujours un risque de dommage en cas de dépassement du seuil. Par conséquent, afin de garantir que la source laser puisse être protégée lorsque le laser de retour est trop élevé, les produits laser haute puissance multi-modules intègrent plusieurs conceptions de protection de surveillance logicielle à haute réflexion.

La surveillance logicielle antireflet est une fonction de surveillance de l'état de fonctionnement du laser lorsque le laser traite des matériaux à haute réflexion et que la forte réflexion de retour générée pénètre dans le système optique laser, puis s'arrête pour protéger la source laser à fibre.

• Surveillance du câble laser à fibre optique

Lorsque la puissance du laser de retour est suffisamment élevée, une partie de la lumière laser est renvoyée vers le dispositif optique de sortie du laser à fibre. Grâce à l'étude et à la recherche sur les problèmes de transmission du laser de retour et à la technologie d'intégration des fonctions de surveillance, Raycus permet la surveillance de la température des câbles à fibre optique, du faisceau laser de sortie et du laser de retour. Lorsque la puissance du laser de retour dépasse la portée supportée par le laser, la source laser s'éteint à temps avec une alarme afin de garantir son bon fonctionnement et d'avertir l'utilisateur d'une anomalie lors de la découpe.

• Surveillance du module et du combinateur

Étant donné qu'il existe deux types de lasers de retour, le laser de cœur et le laser de gaine, afin de permettre la surveillance du câble laser à fibre optique, Raycus a également conçu un capteur permettant de détecter une puissance laser trop élevée dans le module et le combinateur. Ce capteur surveillera non seulement le laser de gaine, mais également le laser de cœur. La source laser sera désactivée et une alarme se déclenchera pour éviter tout risque d'endommagement de la source laser par le laser de retour de cœur.

Découpe laser d'aluminium hautement réfléchissant avec bord net
Fonction de test de non-coupe de la protection laser antireflet

Quelle est l'épaisseur du matériau à haute réflectivité de découpe laser à fibre 3 kW 6 kW ?

Conseils d'ingénieur pour la découpe laser de matériaux à haute réflectivité.

(1) N'utilisez pas la capacité de coupe maximale pour couper des matériaux à haute réflectivité comme le laiton, le cuivre violet, l'acier inoxydable miroir, l'argent et l'or, etc. Ralentissez la vitesse de coupe.

(2) Lorsque vous coupez du cuivre violet, le gaz auxiliaire doit être de l'oxygène, pas de l'azote ou de l'air.

Veuillez vous arrêter et vérifier immédiatement s'il y a de la poussière dans le miroir de protection, ne perçant pas les matériaux à haute réflectivité, ou ne perçant pas mais ne coupant pas le matériau.