Skapa en högre standard med "dubbel effekt" omfattande uppgraderingar
Inom området för ultrahögpresterande laserkällor (skärversioner) över 20 kW är Raycus engagerade i att möta kundernas krav. Baserat på omfattande kundanvändningsdata och flera tekniska utbyten och tester med ledande tillverkare av skärhuvuden har Raycus etablerat en högre företagsstandard som överträffar bransch- och internationella normer. Denna prestation möjliggör omfattande förbättringar av skäreffektivitet och prestanda genom systemnivåmatchning.
Fiberkärna och M2 -standard från Raycus
För ultrahögpresterande laserkällor krävs mer än bara fiberkärneutgång för att uppnå utmärkta applikationsresultat. Det kräver en matchning mellan fiberkärnan och M2 -värdet för att uppnå optimal applikationsprestanda. Om den övergripande kvaliteten på lasersystemet är ordinär och fiberkärnan helt enkelt minskas utan en proportionell minskning av strålkvaliteten (M2 eller BPP) blir det extremt svårt att uppnå tillfredsställande skärresultat. Till exempel, i en 20 000 W laserkälla med 100 μm utgång, med tanke på bästa skärresultat och kompatibilitet med tjocka och tunna plåtar, bör det optimala M2 -värdet vara runt 11.
Vi erbjuder fiberkärneutgångar från 100 μm till 150 μm för 20 kW till 60 kW laserkällor och kontrollerar strikt M2-intervallet. Detta tillvägagångssätt möjliggör sömlösa justeringar i skärprocesser från låg till hög effekt, vilket minimerar variationer mellan modeller av samma typ.
M2-standard från Raycus：
Figur 1: Illustration av strålkvalitetstest
Figur 2: Uppmätt strålkvalitet för Raycus 40 kW laserkälla
Standard för omfattande divergensvinkel:
Medan M2 representerar 86,5 % av energifördelningen är det endast lämpligt för att beskriva enkelmodiga eller nära enkelmodiga laserkällor. För att hantera egenskaperna hos multimodiga laserkällor har Raycus banat väg för konceptet med en omfattande divergensvinkel—genom att använda 99,84 % beskrivningen för att täcka hela energidivergensvinkeln. Denna standard eliminerar problem som ofta förekommer i konventionella laserkällor, såsom överhettning på grund av överdrivet skydd, direkt uppvärmning av kollimatorer, överdriven spridning i skyddat läge, aperturburning och munstyckesuppvärmning. Raycus högpresterande fiberlaserkällor leder marknaden och uppnår den högsta inhemska leveransvolymen tack vare denna strikta standard.
Divergensvinkelstandard från Raycus: 20 kW till 60 kW, total divergensvinkel (99,84%, halvvinkel) ≤ 0,13
Figur 3: Illustration av brännskada och återkastning vid strålapertur på grund av överdriven divergensvinkel
Att hantera skador på öppningen och säkerställa stabil skärprestanda
Anledningen till att etablera den omfattande standarden för divergensvinkel är att de flesta högpresterande skärhuvuden på marknaden har en optisk öppning runt 0,13. Därför begränsar kollimatorerna laserkällans ljus före öppningen, vilket begränsar överskotts- eller stray light. Om andelen överskottsljus (stray light) är för hög betyder det att laserkällans totala divergensvinkel är för stor, vilket kan leda till skador på öppningen. Dessutom, på grund av diffraktion vid öppningens kant, kommer en del stray light att bestråla kollimatorn, vilket resulterar i allvarliga termiska effekter och instabil skärning.
Figur 4: Illustration av ljusväg med Raycus-standard, minimal stray light
Icke-linjär standard
För att möta den ökande efterfrågan på effektiv bearbetning av stora format och tjocka plåtar har effekten i lasersystem ökat. Detta har dock lett till icke-linjära effekter och ökad stimulerad Raman-spridning (SRS) i transmissionsoptiska fibrer på grund av minskad fiberkärnestorlek och ökad längd.
Icke-linjär standard från Raycus: 20 kW till 60 kW, SRS-effekt: ≥ 30 dB @100% effekt
Figur 5: Icke-linjärt spektrum för 30 kW laserkälla, 100 μm, 30 m
Standardernas självständighet
Varje standard behåller sin självständighet, och inga kompromisser görs i en standard på bekostnad av andra. Raycus-produkter med ultrahög uteffekt från 20 kW till 60 kW, med fiberkärnor på 100 μm till 150 μm, kompromissar inte med någon standard, även vid ökad kabellängd eller effekt. Standardkabelkonfigurationen för högkvalitativa Raycus-laserkällor är 20 m till 40 m och kan anpassas för längre längder.
Att uppnå högre standarder, byggt på år av teknisk ackumulering
För att uppnå högre standarder har Raycus förlitat sig på år av teknisk ackumulering och uppnått en rad genombrott sedan 2021. Dessa inkluderar framsteg inom teknik för kontroll av strålkvalitet, aktiv kontroll av divergensvinkel (benämnd som "A") och teknik för icke-linjär dämpning (benämnd som "S").
Figur 6: Jämförelse före och efter strålkvalitetskontroll
Figur 7: Jämförelse före och efter aktiv kontroll av divergensvinkel
Figur 8: Kaskadkopplade lutande gitter för SRS-dämpning
Icke-linjär dämpningsteknologi (Raycus intern kod S, dämpning av SRS)
Raman-dämparen fungerar genom att filtrera bort Raman-frön som produceras av modulen via lutande Bragg-gitter, vilket förhindrar förstärkning av Raman-frön i den icke-källkraftöverförande delen, samtidigt som kraftöverföringsdelen och den externa optiska banan isoleras från Raman-återkoppling till modulen. Det finns dock för närvarande vissa problem med Raman-gitter. För att uppnå ett djupt filterband krävs en hög chirphastighet och en stor längd. Detta kräver avsevärt högre gravyrsvårighet och kostnader, medan en ökning av filterförhållandet kräver ökad justeringsdjup, vilket kan leda till ökad förlust och till och med påverka strålkvaliteten.
Därför har Raycus, baserat på ovanstående nackdelar, antagit ett kaskadkopplat lutande gitter. Genom att seriekoppla två lutande gitter kan en bredare filtreringseffekt och lägre kostnad uppnås, vilket därmed bibehåller en låg icke-linjäritet i modulen.
Figur 9: Kaskadkopplad Raman-dämpare med dubbla gitter
Ett högre standardssystem som levererar fantastiska applikationsresultat
Sedan introduktionen av 60 kW laserkällan 2023 har Raycus fått stor uppmärksamhet på marknaden tack vare dess enastående skärfördelar. En jämförelse av skärhastigheter för rostfritt stål med olika tjocklekar mellan 60 kW, 40 kW och 30 kW laserkällor visar den anmärkningsvärda fördelen med 60 kW laserkällan, särskilt för rostfria stålplåtar med tjocklek över 50 mm. Verkliga inspelningar av 60 kW laserkällan som skär 70 mm och 125 mm tjockt rostfritt stål visar briljansen i dess skärprestanda.
Figur 10: Jämförelse av skärhastighet för 60 kW, 40 kW och 30 kW laserkällor på rostfritt stål
Leder vägen och sätter standarden: Högkvalitativ utveckling av ultrahög-effekts laserkällor
När vi går in i 2023 anser Raycus att utvecklingen av industriella fiberlaserkällor går bortom att bara öka effekten—Raycus uppnådde redan 100 kW laserkälla år 2021. Den framtida utvecklingen av laserkällor över en megawatt bör fokusera på en omfattande förbättring av laserkällans kvalitet. Raycus förblir engagerade i tekniska genombrott och produktinnovation, skapar aktivt ett högre kvalitetsstandardssystem, tillhandahåller högkvalitativa fiberlaserkällprodukter till globala kunder och främjar en högkvalitativ utveckling av inhemskt producerade laserkällor.
