Creare uno standard superiore con aggiornamenti completi a "doppio effetto"
Nel campo delle sorgenti laser ultra ad alta potenza (versioni per taglio) sopra i 20 kW, Raycus si impegna a soddisfare le esigenze dei clienti. Basandosi su ampi dati di utilizzo dei clienti e su molteplici scambi tecnici e test con i principali produttori di teste di taglio, Raycus ha stabilito uno standard aziendale più elevato che supera le norme industriali e internazionali. Questo risultato consente miglioramenti completi nell'efficienza e nelle prestazioni di taglio attraverso un abbinamento a livello di sistema.
Nucleo della fibra e standard M2 di Raycus
Per sorgenti laser ultra ad alta potenza, ottenere risultati applicativi eccellenti richiede più della sola uscita del nucleo della fibra. È necessaria una corrispondenza tra il nucleo della fibra e il valore di M2 per raggiungere prestazioni applicative ottimali. Se la qualità complessiva del sistema della sorgente laser è ordinaria e il nucleo della fibra viene semplicemente ridotto senza una riduzione proporzionale della qualità del fascio (M2 o BPP), diventa estremamente difficile ottenere risultati di taglio soddisfacenti. Ad esempio, in una sorgente laser da 20.000 W con uscita da 100 μm, considerando i migliori risultati di taglio e la compatibilità con lamiere spesse e sottili, il valore ottimale di M2 dovrebbe essere intorno a 11.
Offriamo uscite del nucleo della fibra da 100 μm a 150 μm per sorgenti laser da 20 kW a 60 kW, controllando rigorosamente l'intervallo di M2. Questo approccio consente regolazioni senza soluzione di continuità nei processi di taglio da bassa a alta potenza, minimizzando le variazioni tra modelli dello stesso tipo.
Standard M2 di Raycus：
Figura 1: Illustrazione del test della qualità del fascio
Figura 2: Qualità del fascio misurata della sorgente laser Raycus da 40 kW
Standard dell'Angolo di Divergenza Completo:
Mentre M2 rappresenta l'86,5% della distribuzione dell'energia, è adatto solo per descrivere sorgenti laser a modo singolo o quasi a modo singolo. Per affrontare le proprietà delle sorgenti laser multimodo, Raycus ha introdotto il concetto di angolo di divergenza completo—utilizzando la descrizione al 99,84% per coprire l'intero angolo di divergenza dell'energia. Questo standard elimina problemi comunemente riscontrati nelle sorgenti laser convenzionali, come il surriscaldamento dovuto a protezioni eccessive, il riscaldamento diretto dei collimatori, la dispersione eccessiva in modalità protetta, la bruciatura dell'apertura e il riscaldamento dell'ugello. Le sorgenti laser a fibra ad alta potenza di Raycus guidano il mercato e raggiungono il più alto volume di spedizioni nazionali grazie a questo rigoroso standard.
Standard dell'Angolo di Divergenza di Raycus: 20 kW a 60 kW, Angolo di Divergenza Totale (99,84%, angolo semipieno) ≤ 0,13
Figura 3: Illustrazione di Bruciatura e Ritorno dell'Apertura del Fascio 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 ha 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 parassita. Se la proporzione di luce in eccesso (luce parassita) è troppo alta, significa che l'angolo di divergenza totale della sorgente laser è troppo grande, il che può portare a danni all'apertura. Inoltre, a causa della diffrazione al bordo dell'apertura, una parte della luce parassita irradierà il collimatore, causando gravi effetti termici e un taglio instabile.
Figura 4: Illustrazione del Percorso della Luce con Standard Raycus, Luce Parassita Minima
Standard Non Lineare
Per soddisfare la crescente domanda di lavorazione efficiente di lastre di grande formato e spesse, la potenza dei sistemi di sorgenti laser è in aumento. Tuttavia, ciò ha portato a effetti non lineari e a un aumento della diffusione Raman stimolata (SRS) nelle fibre ottiche di trasmissione a causa della riduzione della dimensione del nucleo della fibra e dell'aumento della lunghezza.
Standard Non Lineare di Raycus: 20 kW a 60 kW, Effetto SRS: ≥ 30 dB @100% Potenza
Figura 5: Spettro Non Lineare della sorgente laser da 30 kW, 100 μm, 30 m
Indipendenza degli Standard
Ogni standard mantiene la propria indipendenza e non si fanno compromessi in uno standard a scapito degli altri. I prodotti Raycus con uscita di potenza ultra-alta da 20 kW a 60 kW, con nucleo di fibra da 100 μm a 150 μm, non compromettono alcuno standard, anche con l'aumento della lunghezza del cavo o della potenza. La configurazione standard del cavo per le sorgenti laser Raycus di alta qualità è da 20 m a 40 m e può essere personalizzata per lunghezze maggiori.
Raggiungere Standard Più Elevati, Basati su Anni di Accumulo Tecnico
Per raggiungere standard più elevati, Raycus si è basata su anni di accumulo tecnico e ha ottenuto una serie di innovazioni dal 2021. Queste includono progressi nella tecnologia di controllo della qualità del fascio, controllo attivo della tecnologia dell'angolo di divergenza (designata come "A") e tecnologia di soppressione non lineare (designata come "S").
Figura 6: Confronto prima e dopo il controllo della qualità del fascio
Figura 7: Confronto prima e dopo il controllo attivo dell'angolo di divergenza
Figura 8: Reticoli inclinati a cascata per la soppressione di SRS
Tecnologia di soppressione non lineare (Codice interno Raycus S, soppressione di SRS)
Il soppressore Raman funziona filtrando i semi Raman prodotti dal modulo tramite reticoli di Bragg inclinati, impedendo l'amplificazione dei semi Raman nella parte di trasmissione della potenza non sorgente, isolando al contempo la parte di trasmissione della 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 di filtro profonda, è necessario un alto tasso di chirp e una grande lunghezza. Ciò richiede una difficoltà di incisione e costi significativamente maggiori, mentre aumentare il rapporto di filtro richiede di aumentare la profondità di regolazione, il che può portare a perdite maggiori e persino influire sulla qualità del fascio.
Pertanto, Raycus, basandosi sui suddetti svantaggi, ha adottato un reticolo inclinato a cascata. Collegando in serie due reticoli inclinati, si può ottenere un effetto di filtraggio più ampio e un costo inferiore, mantenendo così una bassa non linearità del modulo.
Figura 9: Soppressore Raman a cascata con doppie reticoli
Un sistema di standard superiore, che offre risultati applicativi sorprendenti
Dall'introduzione della sorgente laser da 60 kW nel 2023, Raycus ha attirato notevole attenzione sul mercato grazie ai suoi eccezionali vantaggi di taglio. Un confronto delle velocità di taglio per acciaio inossidabile di diversi spessori 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 lastre di acciaio inossidabile con spessori superiori a 50 mm. Filmati reali della sorgente laser da 60 kW che taglia acciaio inossidabile spesso 70 mm e 125 mm 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
Guidare la strada e stabilire il punto di riferimento: sviluppo di alta qualità delle sorgenti laser ultra-alta potenza
Con l'ingresso nel 2023, Raycus ritiene che lo sviluppo delle sorgenti laser a fibra industriali vada oltre il semplice aumento della potenza—Raycus ha già raggiunto la sorgente laser da 100 kW nel 2021. Il futuro sviluppo delle sorgenti laser oltre un megawatt dovrebbe concentrarsi sul miglioramento complessivo della qualità della sorgente laser. Raycus rimane impegnata in innovazioni tecniche e di prodotto, creando attivamente uno standard di qualità superiore, fornendo prodotti di sorgenti laser a fibra di alta qualità ai clienti globali e promuovendo lo sviluppo di alta qualità delle sorgenti laser prodotte a livello nazionale.
