Фокусирующие линзы для СО2 станков: виды и отличительные особенности

Несмотря на относительную новизну технологии лазерной резки и ее высокотехнологичность, устройство станков популярного типа на СО2-лазере максимально просто. К основным компонентам, которые определяют возможности и назначение такого оборудования относятся всего 3 элемента:

• Лазерная трубка;
• Система зеркал передачи луча на режущую головку;
• Фокусирующая линза, которая собирает лазерный луч в своем фокусе.

Если мощность лазерной трубки определяет перечень материалов, с которыми может работать станок и максимальную толщину реза, то от выбора линзы зависит точность реза и гравировки, а также максимальна толщина разрезаемого материала. Поэтому характеристики, которые имеет линза для СО2 станка, не менее важны, чем параметры трубки и к ее выбору нужно подходить внимательно с учетом стоящих перед вами производственных задач.

Какие особенности линз для лазерных станков следует знать

При выборе фокусирующей линзы для лазерного станка следует обращать внимание на 5 параметров, которые определяют ее возможности и область применения. Как правило в комплекте оборудования идет универсальная линза, которой можно выполнять большинство операций. Но если вам требуется повысить точность гравировки или толщину реза следует использовать комплект из линз, каждая из которых решает определенную технологическую задачу. Рассмотрим критерии выбора линз.

Фокусное расстояние

Расстояние от центра линзы до точки фокуса, в которой концентрируется энергия лазера. По фокусному расстоянию линза для СО2 станка может быть:

• Короткофокусной с фокусным расстоянием до 40 мм;
• Среднефокусной – от 40 до 75 мм;
• Длиннофокусной – от 75 мм.

Чем больше фокусное расстояние, тем толще линия реза и максимально возможная толщина обрабатываемого материала (при условии достаточной мощности трубки).

Короткий фокус обеспечивает высокую точность гравировки и реза по материалу небольшой толщины. В базовой комплектации обычно поставляется среднефокусная линза, которая является универсальной и обеспечивает режимы работы, указанные в паспорте оборудования.

Диаметр светового потока в точке фокусировки

Определяет толщину реза и минимальный размер точки (разрешающую способность) гравировки. В идеале должен стремиться к нулю, но на практике этого не происходит по ряду причин.

Зона каустики

Параметр характеризует длину зоны фокусировки и задает максимальную толщину реза материала. Для идеального случая в оптике область каустики стремиться к нулю. На практике эта область, которую еще называют зоной протяжки увеличивается за счет специальной формы линзы, непараллельности потока лазерного излучения, а также из-за неидеальной формы зеркал. В этой зоне концентрация энергии максимальна и благодаря ее наличию возможен рез материала по всей толщине за один проход луча.

Диаметр линзы

Фокусирующие линзы выпускаются диаметром от 12 до 30 мм, соответственно они отличаются по цене. Диаметром линзы компенсируется расходящийся поток лазерного луча и неидеальная форма отражающих зеркал. Поэтому на оборудовании с небольшим рабочим столом ставят обычно линзы диаметром до 20 мм. Для станков с большой рабочей зоной, там, где путь передачи луча может достигать 2-х и более метров рекомендуется ставить линзу большого диаметра, чтобы минимизировать потерю мощности и обеспечить одинаковые параметры луча на всех участках рабочей зоны.

Материал линзы

Для лазерных станков на базе СО2 лазера чаще всего используется два вида линз, которые отличаются материалом напыления:

• Арсенид галия GaAs. Фокусирующая линза с таким напылением имеет большую твердость и стойкость к механическим воздействиям. Стоит дороже, поэтому чаще применяется там, где в процессе работы станка образуется абразивная пыль, окалина, а также требуется частая очистка механическим способом. Отличить линзы с таким напылением поможет зеленоватый оттенок с металлическим отливом.

• Селенид цинка ZnSe. Отличаются желто-оранжевым оттенком. Имеют меньшую механическую прочность, дешевле чем с покрытием из арсенида галия. В то же время имеют лучший коэффициент прозрачности, что способствует минимизации потерь мощности луча. На них лучше видно загрязнения, поэтому визуально просто определить, когда их нужно очистить.

Фактически, линза лазерного СО2 станка – это один из ключевых компонентов, определяющий его возможности, качество и себестоимость работы. Поэтому для достижения оптимальных режимов работы с разными материалами в режимах резки и гравировки к универсальной комплектной линзе может потребоваться докупить дополнительную специальную оптику.

За подборам необходимых расходных материалов обращайтесь к нашим специалистам!