Creazione di uno standard più elevato con aggiornamenti completi "a doppio effetto".
Nel campo delle sorgenti laser ad altissima potenza (versioni da taglio) superiori a 20 kW, Raycus si impegna a soddisfare le richieste dei clienti. Sulla base di dati estesi sull'utilizzo da parte dei clienti e di molteplici scambi tecnici e test con i principali produttori di testine di taglio, Raycus ha stabilito uno standard aziendale più elevato che supera le norme internazionali e di settore. Questo risultato consente miglioramenti completi nell’efficienza e nelle prestazioni di taglio attraverso l’abbinamento a livello di sistema.
Nucleo in fibra e standard M 2 di Raycus
Per le sorgenti laser ad altissima potenza, ottenere risultati applicativi eccellenti richiede qualcosa di più della semplice uscita del nucleo in fibra. È necessaria una corrispondenza tra il nucleo della fibra e il valore M2 per ottenere prestazioni ottimali dell'applicazione. Se la qualità complessiva del sistema sorgente laser è ordinaria e il nucleo della fibra viene semplicemente ridotto senza una riduzione proporzionale della qualità del raggio (M2 o BPP), diventa estremamente impegnativo per ottenere risultati di taglio soddisfacenti. Ad esempio, in una sorgente laser da 20.000 W con un'uscita di 100 μm, considerando i migliori risultati di taglio e la compatibilità con piastre spesse e sottili, il valore ottimale M2 dovrebbe essere intorno a 11.
Offriamo uscite con nucleo in fibra da 100 μm a 150 μm per sorgenti laser da 20 kW a 60 kW, controllando rigorosamente la gamma M2. Questo approccio consente regolazioni fluide nei processi di taglio da bassa a alta potenza, riducendo al minimo le variazioni tra modelli dello stesso tipo.
M2 Standard di Raycus:
Figura 1: Illustrazione del test di qualità del raggio
Figura 2: Qualità del raggio misurata della sorgente laser Raycus da 40 kW
Standard completo dell'angolo di divergenza:
Sebbene M2 rappresenti l'86,5% della distribuzione di energia, è adatto solo per descrivere sorgenti laser monomodali o quasi monomodali. Per affrontare le proprietà delle sorgenti laser multimodali, Raycus è stato il pioniere del concetto di angolo di divergenza completo, utilizzando la descrizione del 99,84% per coprire l'intero angolo di divergenza di energia. Questo standard elimina i problemi comunemente riscontrati nelle sorgenti laser convenzionali, come il surriscaldamento dovuto a un'eccessiva protezione, il riscaldamento diretto dei collimatori, l'eccessiva diffusione in modalità protetta, la bruciatura dell'apertura e il riscaldamento degli ugelli. Le sorgenti laser a fibra ad alta potenza di Raycus sono leader nel mercato e raggiungono il più alto volume di spedizioni nazionali grazie a questo standard severo.
Angolo di divergenza standard di Raycus: da 20 kW a 60 kW, angolo di divergenza totale (99,84%, semiangolo) ≤ 0,13
Figura 3: Illustrazione della bruciatura e del ritorno dell'apertura del raggio a causa di un angolo di divergenza eccessivo
Affrontare i danni all'apertura e garantire prestazioni di taglio stabili
Il motivo per stabilire lo standard completo dell’angolo di divergenza è che la maggior parte delle teste di taglio ad alta potenza sul mercato hanno un’apertura ottica intorno a 0,13. Pertanto, i collimatori limitano la luce della sorgente laser prima dell'apertura, limitando la luce in eccesso o diffusa. Se la percentuale di luce in eccesso (luce diffusa) è troppo elevata, significa che l'angolo di divergenza totale della sorgente laser è troppo grande, il che può causare danni all'apertura. Inoltre, a causa della diffrazione sul bordo dell'apertura, parte della luce diffusa irradierà il collimatore, provocando gravi effetti termici e un taglio instabile.
Figura 4: Illustrazione del percorso luminoso con Raycus Standard, luce diffusa minima
Standard non lineare
Per soddisfare la crescente domanda di una lavorazione efficiente di lastre spesse e di grande formato, la potenza dei sistemi di sorgenti laser è aumentata. Tuttavia, ciò ha portato a effetti non lineari e ad un aumento dello scattering Raman stimolato (SRS) nelle fibre ottiche di trasmissione a causa della dimensione ridotta del nucleo della fibra e della maggiore lunghezza.
Standard non lineare di Raycus: da 20 kW a 60 kW, effetto SRS: ≥ 30 dB al 100% di potenza
Figura 5: Spettro non lineare di una sorgente laser da 30 kW, 100 μm, 30 m
Indipendenza degli standard
Ciascuno standard mantiene la propria indipendenza e non viene raggiunto alcun compromesso in uno standard a scapito degli altri. I prodotti Raycus con potenza di uscita ultraelevata da 20 kW a 60 kW, con nucleo in fibra da 100 μm a 150 μm, non compromettono nessuno standard, anche con una maggiore lunghezza o potenza del cavo. La configurazione standard del cavo per sorgenti laser Raycus di alta qualità è compresa tra 20 e 40 m ed è personalizzabile per lunghezze maggiori.
Raggiungere standard più elevati, frutto di anni di accumulo tecnico
Per raggiungere standard più elevati, Raycus ha fatto affidamento su anni di accumulo tecnico e ha ottenuto una serie di scoperte a partire dal 2021. Queste includono progressi nella tecnologia di controllo della qualità del fascio, nella tecnologia di controllo attivo dell'angolo di divergenza (designata come "A") e nella tecnologia di soppressione non lineare ( indicato come "S").
Figura 6: Confronto prima e dopo il controllo di qualità del fascio
Figura 7: Confronto prima e dopo il controllo attivo dell'angolo di divergenza
Figura 8: Grate inclinate a cascata per la soppressione SRS
Tecnologia di soppressione non lineare (codice interno Raycus S, soppressione di SRS)
Il soppressore Raman funziona filtrando i semi Raman prodotti dal modulo attraverso reticoli di Bragg inclinati, impedendo l'amplificazione dei semi Raman nella parte di trasmissione di potenza non sorgente, isolando al contempo la parte di trasmissione di potenza e il percorso ottico esterno dal feedback Raman al modulo. Tuttavia, attualmente ci sono alcuni problemi con i reticoli Raman. Per ottenere una larghezza di banda del filtro profonda, sono necessarie una frequenza di chirp elevata e una lunghezza elevata. Ciò richiede difficoltà di incisione e costi significativamente più elevati, mentre l’aumento del rapporto di filtro richiede un aumento della profondità di regolazione, il che può portare a maggiori perdite e persino a incidere sulla qualità del raggio.
Pertanto Raycus, sulla base degli inconvenienti sopra citati, ha adottato un grigliato inclinato a cascata. Collegando in serie due reticoli inclinati è possibile ottenere un effetto di filtraggio più ampio e un costo inferiore, mantenendo così una bassa nonlinearità del modulo.
Figura 9: Soppressore Raman in cascata con doppi reticoli
Un sistema di standard più elevato, che offre risultati applicativi sorprendenti
Dall'introduzione della sorgente laser da 60 kW nel 2023, Raycus ha attirato un'attenzione significativa sul mercato grazie ai suoi eccezionali vantaggi di taglio. Un confronto delle velocità di taglio per acciaio inossidabile con spessori diversi tra le sorgenti laser da 60 kW, 40 kW e 30 kW rivela il notevole vantaggio della sorgente laser da 60 kW, in particolare per lamiere di acciaio inossidabile con spessori superiori a 50 mm. Le riprese reali della sorgente laser da 60 kW che taglia l'acciaio inossidabile di 70 mm e 125 mm di spessore mostrano la brillantezza delle sue prestazioni di taglio.
Figura 10: Confronto della velocità di taglio per sorgenti laser da 60 kW, 40 kW e 30 kW su acciaio inossidabile
Essere all'avanguardia e stabilire un punto di riferimento: sviluppo di alta qualità di sorgenti laser ad altissima potenza
Entrando nel 2023, Raycus ritiene che lo sviluppo di sorgenti laser a fibra industriale vada oltre il semplice aumento di potenza: Raycus ha già raggiunto la sorgente laser da 100 kW nel 2021. Il futuro sviluppo di sorgenti laser superiori a un megawatt dovrebbe concentrarsi sul miglioramento globale della qualità della sorgente laser. . Raycus resta impegnata nei progressi tecnici e nell'innovazione dei prodotti, creando attivamente uno standard più elevato di sistema di qualità, fornendo prodotti con sorgenti laser in fibra di alta qualità a clienti globali e promuovendo lo sviluppo di alta qualità di sorgenti laser prodotte a livello nazionale.