Skapa en högre standard med "dubbeleffekt" omfattande uppgraderingar
När det gäller laserkällor med ultrahög effekt (skärversioner) över 20 kW, är Raycus engagerad i att möta kundernas krav. Baserat på omfattande kundanvändningsdata och flera tekniska utbyten och tester med ledande skärhuvudtillverkare, har Raycus etablerat en högre företagsstandard som överträffar industrinormer och internationella normer. Denna prestation möjliggör omfattande förbättringar av skäreffektivitet och prestanda genom matchning på systemnivå.
Fiber Core och M 2 Standard av Raycus
För laserkällor med ultrahög effekt krävs mer än bara fiberkärna för att uppnå utmärkta appliceringsresultat. Det kräver en matchning mellan fiberkärnan och M2 värdet för att uppnå optimal applikationsprestanda. Om den övergripande kvaliteten på laserkällsystemet är normal och fiberkärnan helt enkelt reduceras utan en proportionell minskning av strålkvaliteten (M2 eller BPP), blir det extremt utmanande för att uppnå tillfredsställande skärresultat. Till exempel, i en 20 000 W laserkälla med en uteffekt på 100 μm, med tanke på de bästa skärresultaten och kompatibiliteten med tjocka och tunna plåtar, bör det optimala M2 värdet vara omkring 11.
Vi erbjuder fiberkärneffekter på 100 μm till 150 μm för 20 kW till 60 kW laserkällor, som strikt kontrollerar M2-området. Detta tillvägagångssätt möjliggör sömlösa justeringar i skärprocesser från låg till hög effekt, vilket minimerar variationer mellan modeller av samma typ.
M2 Standard av Raycus：
Figur 1: Strålkvalitetstestillustration
Figur 2: Uppmätt strålkvalitet för Raycus 40 kW laserkälla
Omfattande divergensvinkelstandard:
Medan M2 representerar 86,5 % av energidistributionen, är den endast lämplig för att beskriva laserkällor i en-läge eller nästan en-läge. För att ta itu med egenskaperna hos multi-mode laserkällor, har Raycus banat väg för konceptet med en omfattande divergensvinkel – genom att använda beskrivningen på 99,84 % för att täcka hela energidivergensvinkeln. Denna standard eliminerar problem som vanligtvis förekommer i konventionella laserkällor, såsom överhettning på grund av överdrivet skydd, direkt uppvärmning av kollimatorer, överdriven spridning i skyddat läge, bländare förbränning och uppvärmning av munstycken. Raycus kraftfulla fiberlaserkällor är marknadsledande och uppnår den högsta inhemska leveransvolymen tack vare denna stränga standard.
Divergensvinkel Standard från Raycus: 20 kW till 60 kW, total divergensvinkel (99,84 %, halvvinkel) ≤ 0,13
Figur 3: Illustration av strålbländarbränning och retur på grund av för stor divergensvinkel
Åtgärdar skador på bländaren och säkerställer stabil skärprestanda
Anledningen till att etablera den omfattande divergensvinkelstandarden är att de flesta högeffektsskärhuvuden på marknaden har en optisk bländare runt 0,13. Kollimatorerna begränsar således laserkällljuset före bländaren, vilket begränsar överskottet eller ströljus. Om andelen överskottsljus (ströljus) är för hög betyder det att laserkällans totala divergensvinkel är för stor, vilket kan leda till bländarskador. Dessutom, på grund av diffraktionen vid kanten av öppningen, kommer en del ströljus att bestråla kollimatorn, vilket resulterar i allvarliga termiska effekter och instabil skärning.
Figur 4: Illustration av ljusbanan med Raycus Standard, Minimal Stray Light
Icke-linjär standard
För att möta den ökande efterfrågan på effektiv bearbetning av stora och tjocka plåtar har kraften hos laserkällsystem eskalerat. Detta har dock lett till olinjära effekter och ökad stimulerad Raman-spridning (SRS) i transmissionsoptiska fibrer på grund av den minskade fiberkärnans storlek och ökade längd.
Icke-linjär standard från Raycus: 20 kW till 60 kW, SRS-effekt: ≥ 30 dB @100 % effekt
Figur 5: Icke-linjärt spektrum av 30 kW laserkälla, 100 μm, 30 m
Standardernas oberoende
Varje standard behåller sitt oberoende och inga kompromisser görs i en standard på bekostnad av andra. Raycus-produkter med ultrahög effekt från 20 kW till 60 kW, med 100 μm till 150 μm fiberkärna, kompromissar inte med någon standard, även med 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 strålkvalitetskontrollteknik, aktiv kontroll av divergensvinkelteknologi (betecknad som "A") och ickelinjär dämpningsteknik ( betecknas som "S").
Figur 6: Jämförelse före och efter strålkvalitetskontroll
Figur 7: Jämförelse före och efter aktiv kontroll av divergensvinkel
Figur 8: Kaskadlutade galler för SRS-dämpning
Icke-linjär dämpningsteknik (Raycus intern kod S, undertryckning av SRS)
Raman-dämparen fungerar genom att filtrera bort Raman-frön som produceras av modulen genom tiltade Bragg-gitter, vilket förhindrar förstärkning av Raman-frön i kraftöverföringsdelen utan källa, samtidigt som den isolerar kraftöverföringsdelen och den externa optiska vägen från Raman-feedback till modulen. Det finns dock för närvarande vissa problem med Raman-galler. För att uppnå en djup filterbandbredd krävs en stor chirp-frekvens och en stor längd. Detta kräver betydligt högre graveringssvårigheter och kostnader, medan en ökning av filterförhållandet kräver att justeringsdjupet ökas, vilket kan leda till ökad förlust och till och med påverka strålkvaliteten.
Därför har Raycus, baserat på ovanstående nackdelar, antagit ett kaskadlutat galler. Genom att seriekoppla två lutande galler kan en bredare filtreringseffekt och lägre kostnad uppnås, och därigenom bibehålla en låg olinjäritet hos modulen.
Figur 9: Kaskadkopplad Raman-dämpare med dubbla galler
Ett system av högre standard som ger fantastiska applikationsresultat
Sedan introduktionen av 60 kW laserkällan 2023, har Raycus fått stor uppmärksamhet på marknaden på grund av dess enastående skärningsfördelar. En jämförelse av skärhastigheter för rostfritt stål med olika tjocklekar mellan 60 kW, 40 kW och 30 kW laserkällor avslöjar den anmärkningsvärda fördelen med 60 kW laserkällan, särskilt för rostfria stålplåtar med tjocklekar över 50 mm. Verkliga bilder 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
Visar vägen och sätter riktmärket: Utveckling av hög kvalitet av laserkällor med ultrahög effekt
När vi går in i 2023, anser Raycus att utvecklingen av industriella fiberlaserkällor går längre än att bara öka effekten – Raycus uppnådde redan 100 kW laserkällan 2021. Den framtida utvecklingen av laserkällor över en megawatt bör fokusera på omfattande förbättringar av laserkällans kvalitet . Raycus fortsätter att engagera sig i tekniska genombrott och produktinnovation, aktivt skapa en högre standard på kvalitetssystem, tillhandahålla högkvalitativa fiberlaserkällor till globala kunder och främja högkvalitativ utveckling av inhemskt producerade laserkällor.