Créer un standard plus élevé avec des mises à niveau complètes « à double effet »
Dans le domaine des sources laser de très haute puissance (versions de découpe) supérieures à 20 kW, Raycus s'engage à répondre aux demandes de ses clients. Sur la base de données détaillées sur l'utilisation des clients et de multiples échanges et tests techniques avec les principaux fabricants de têtes de coupe, Raycus a établi une norme d'entreprise plus élevée qui dépasse les normes industrielles et internationales. Cette réalisation permet des améliorations complètes de l’efficacité et des performances de coupe grâce à une correspondance au niveau du système.
Noyau de fibre et M2 Norme par Raycus
Pour les sources laser de très haute puissance, l’obtention d’excellents résultats d’application nécessite plus qu’une simple sortie de cœur de fibre. Cela nécessite une correspondance entre le cœur de la fibre et M2 valeur pour atteindre des performances applicatives optimales. Si la qualité globale du système source laser est ordinaire et que le cœur de la fibre est simplement réduit sans réduction proportionnelle de la qualité du faisceau (M2 ou BPP), il devient extrêmement difficile d'obtenir des résultats de coupe satisfaisants. Par exemple, dans une source laser de 20 000 W avec une sortie de 100 μm, compte tenu des meilleurs résultats de découpe et de la compatibilité avec les plaques épaisses et fines, la valeur optimale M2 la valeur devrait être d’environ 11.
Nous proposons des sorties de cœur de fibre de 100 μm à 150 μm pour des sources laser de 20 kW à 60 kW, en contrôlant strictement la M2 gamme. Cette approche permet des ajustements transparents dans les processus de découpe, de faible à haute puissance, minimisant ainsi les variations entre les modèles du même type.
M2 Norme de Raycus :
Figure 1 : Illustration du test de qualité du faisceau
Figure 2 : Qualité du faisceau mesurée de la source laser Raycus 40 kW
Norme complète d'angle de divergence :
Alors que M2 représente 86,5% de la distribution d'énergie, il ne convient que pour décrire des sources laser monomodes ou quasi monomodes. Pour aborder les propriétés des sources laser multimodes, Raycus a été le pionnier du concept d'angle de divergence complet, en utilisant la description de 99,84 % pour couvrir l'angle de divergence d'énergie complet. Cette norme élimine les problèmes couramment rencontrés dans les sources laser conventionnelles, tels que la surchauffe due à une protection excessive, le chauffage direct des collimateurs, la diffusion excessive en mode protégé, la combustion de l'ouverture et le chauffage des buses. Les sources laser à fibre haute puissance de Raycus dominent le marché et atteignent le volume d'expédition national le plus élevé grâce à cette norme stricte.
Angle de divergence standard par Raycus : 20 kW à 60 kW, angle de divergence total (99,84 %, demi-angle) ≤ 0,13
Figure 3 : Illustration de la brûlure et du retour de l'ouverture du faisceau en raison d'un angle de divergence excessif
Résoudre les dommages causés par l'ouverture et garantir des performances de coupe stables
La raison pour laquelle la norme complète sur l’angle de divergence a été établie est que la plupart des têtes de coupe haute puissance disponibles sur le marché ont une ouverture optique d’environ 0,13. Ainsi, les collimateurs limitent la lumière de la source laser avant l'ouverture, limitant ainsi l'excès de lumière parasite. Si la proportion de lumière excessive (lumière parasite) est trop élevée, cela signifie que l'angle de divergence total de la source laser est trop grand, ce qui peut entraîner des dommages à l'ouverture. De plus, en raison de la diffraction au bord de l’ouverture, une certaine lumière parasite irradiera le collimateur, entraînant de graves effets thermiques et une découpe instable.
Figure 4 : Illustration du chemin lumineux avec la norme Raycus, lumière parasite minimale
Norme non linéaire
Pour répondre à la demande croissante de traitement efficace de plaques grand format et épaisses, la puissance des systèmes à source laser a augmenté. Cependant, cela a conduit à des effets non linéaires et à une augmentation de la diffusion Raman stimulée (SRS) dans les fibres optiques de transmission en raison de la taille réduite du cœur de la fibre et de sa longueur accrue.
Norme non linéaire de Raycus : 20 kW à 60 kW, effet SRS : ≥ 30 dB à 100 % de puissance
Figure 5 : Spectre non linéaire d'une source laser de 30 kW, 100 μm, 30 m
Indépendance des normes
Chaque norme conserve son indépendance et aucun compromis n’est fait sur une norme au détriment des autres. Les produits Raycus avec une puissance de sortie ultra élevée de 20 kW à 60 kW, dotés d'un cœur de fibre de 100 μm à 150 μm, ne compromettent aucune norme, même avec une longueur de câble ou une puissance accrue. La configuration de câble standard pour les sources laser Raycus de haute qualité est de 20 m à 40 m et peut être personnalisée pour des longueurs plus longues.
Atteindre des normes plus élevées, fondées sur des années d'accumulation technique
Pour atteindre des normes plus élevées, Raycus s'est appuyé sur des années d'accumulation technique et a réalisé une série de percées depuis 2021. Celles-ci incluent des progrès dans la technologie de contrôle de la qualité du faisceau, le contrôle actif de la technologie de l'angle de divergence (désigné par « A ») et la technologie de suppression non linéaire ( désigné par "S").
Figure 6 : Comparaison avant et après le contrôle de qualité du faisceau
Figure 7 : Comparaison avant et après le contrôle actif de l’angle de divergence
Figure 8 : Grilles inclinées en cascade pour la suppression du SRS
Technologie de suppression non linéaire (Raycus Internal Code S, Suppression de SRS)
Le suppresseur Raman fonctionne en filtrant les graines Raman produites par le module à travers des réseaux de Bragg inclinés, empêchant l'amplification des graines Raman dans la partie de transmission de puissance non source, tout en isolant la partie de transmission de puissance et le chemin optique externe du retour Raman vers le module. Cependant, il existe actuellement certains problèmes avec les réseaux Raman. Pour obtenir une bande passante de filtre profonde, un taux de chirp élevé et une grande longueur sont nécessaires. Cela nécessite une difficulté et des coûts de gravure nettement plus élevés, tandis que l'augmentation du rapport de filtre nécessite une augmentation de la profondeur de réglage, ce qui peut entraîner une perte accrue et même avoir un impact sur la qualité du faisceau.
Par conséquent, Raycus, sur la base des inconvénients ci-dessus, a adopté une grille inclinée en cascade. En connectant en série deux réseaux inclinés, un effet de filtrage plus large et un coût inférieur peuvent être obtenus, maintenant ainsi une faible non-linéarité du module.
Figure 9 : Suppresseur Raman en cascade avec doubles réseaux
Un système de qualité supérieure, offrant des résultats d'application époustouflants
Depuis l'introduction de la source laser de 60 kW en 2023, Raycus a suscité une attention considérable sur le marché en raison de ses avantages de découpe exceptionnels. Une comparaison des vitesses de découpe de l'acier inoxydable de différentes épaisseurs entre les sources laser de 60 kW, 40 kW et 30 kW révèle l'avantage remarquable de la source laser de 60 kW, en particulier pour les plaques d'acier inoxydable d'épaisseurs supérieures à 50 mm. Des images réelles de la source laser de 60 kW coupant de l'acier inoxydable de 70 mm et 125 mm d'épaisseur mettent en valeur l'éclat de ses performances de découpe.
Figure 10 : Comparaison de la vitesse de coupe pour des sources laser de 60 kW, 40 kW et 30 kW sur l'acier inoxydable
Ouvrir la voie et établir une référence : développement de haute qualité de sources laser à ultra-haute puissance
À l’aube de 2023, Raycus estime que le développement de sources laser à fibre industrielle va au-delà de la simple augmentation de la puissance : Raycus a déjà atteint la source laser de 100 kW en 2021. Le développement futur de sources laser de plus d’un mégawatt devrait se concentrer sur une amélioration globale de la qualité des sources laser. . Raycus reste engagé dans les percées techniques et l'innovation de produits, en créant activement un système de qualité de niveau plus élevé, en fournissant des produits de source laser à fibre de haute qualité aux clients mondiaux et en promouvant le développement de haute qualité de sources laser produites dans le pays.