Raycus is shaping a higher standard for laser source systems Creating a Higher Standard with "Dual-Effect" Comprehensive Upgrades In the realm of ultra-high-power laser sources (cutting versions) above 20 kW, Raycus is committed to meeting customer demand
Reading time: 2'

Raycus กำลังสร้างมาตรฐานที่สูงขึ้นสำหรับระบบแหล่งกำเนิดเลเซอร์

raycus fiber laser source

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

การสร้างมาตรฐานที่สูงขึ้นด้วยการอัพเกรดที่ครอบคลุม "Dual-Effect"

ในขอบเขตของแหล่งเลเซอร์กำลังสูงพิเศษ (รุ่นตัด) ที่สูงกว่า 20 kW Raycus มุ่งมั่นที่จะตอบสนองความต้องการของลูกค้า จากข้อมูลการใช้งานของลูกค้าที่กว้างขวางและการแลกเปลี่ยนทางเทคนิคและการทดสอบกับผู้ผลิตหัวตัดชั้นนำ Raycus ได้สร้างมาตรฐานระดับองค์กรที่สูงขึ้นซึ่งเหนือกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมและระดับสากล ความสำเร็จนี้ช่วยให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดและประสิทธิภาพได้อย่างครอบคลุมผ่านการจับคู่ระดับระบบ

แกนไฟเบอร์และ มาตรฐานโดย เรย์คัส

สำหรับแหล่งกำเนิดเลเซอร์กำลังสูงพิเศษ การบรรลุผลการใช้งานที่ยอดเยี่ยมนั้นต้องการมากกว่าแค่เอาต์พุตแกนไฟเบอร์ มันจำเป็นต้องมีการจับคู่ระหว่างแกนไฟเบอร์กับ คุณค่าเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการใช้งานสูงสุด หากคุณภาพโดยรวมของระบบแหล่งกำเนิดเลเซอร์เป็นปกติและแกนไฟเบอร์ลดลงโดยไม่ลดคุณภาพลำแสงตามสัดส่วน (หรือ BPP) การได้ผลลัพธ์การตัดที่น่าพอใจจึงเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น ในแหล่งกำเนิดเลเซอร์ 20,000 W ที่มีเอาท์พุต 100 μm เมื่อพิจารณาถึงผลการตัดที่ดีที่สุดและความเข้ากันได้กับแผ่นหนาและบาง วิธีที่ดีที่สุด ค่าควรอยู่ที่ประมาณ 11

เรานำเสนอเอาท์พุตแกนไฟเบอร์ขนาด 100 μm ถึง 150 μm สำหรับแหล่งเลเซอร์ 20 kW ถึง 60 kW โดยควบคุมอย่างเคร่งครัด 2 พิสัย. วิธีการนี้ช่วยให้สามารถปรับกระบวนการตัดจากกำลังต่ำไปสูงได้อย่างราบรื่น ช่วยลดความแปรปรวนระหว่างรุ่นประเภทเดียวกันให้เหลือน้อยที่สุด

2 มาตรฐานโดย Raycus:

M2 Standard by Raycus
Beam Quality Test Illustration

รูปที่ 1: ภาพประกอบการทดสอบคุณภาพลำแสง

Measured Beam Quality of Raycus 40 kW Laser source

รูปที่ 2: คุณภาพลำแสงที่วัดได้ของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ Raycus 40 kW

มาตรฐานมุมแตกต่างที่ครอบคลุม:

ในขณะที่ 2 แสดงถึงการกระจายพลังงาน 86.5% เหมาะสำหรับการอธิบายแหล่งกำเนิดเลเซอร์โหมดเดียวหรือใกล้เคียงโหมดเดียวเท่านั้น เพื่อจัดการกับคุณสมบัติของแหล่งกำเนิดเลเซอร์แบบหลายโหมด Raycus ได้บุกเบิกแนวคิดเรื่องมุมไดเวอร์เจนซ์ที่ครอบคลุม โดยใช้คำอธิบาย 99.84% เพื่อให้ครอบคลุมมุมไดเวอร์เจนซ์พลังงานทั้งหมด มาตรฐานนี้ขจัดปัญหาที่พบบ่อยในแหล่งกำเนิดเลเซอร์ทั่วไป เช่น ความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากการป้องกันมากเกินไป การให้ความร้อนโดยตรงของคอลลิเมเตอร์ การกระเจิงมากเกินไปในโหมดป้องกัน การเผาไหม้ของรูรับแสง และการให้ความร้อนของหัวฉีด แหล่งเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงของ Raycus เป็นผู้นำตลาดและมีปริมาณการจัดส่งภายในประเทศสูงสุดเนื่องจากมาตรฐานที่เข้มงวดนี้

มุมไดเวอร์เจนซ์มาตรฐานโดย Raycus: 20 kW ถึง 60 kW, มุมไดเวอร์เจนซ์รวม (99.84%, ครึ่งมุม) ≤ 0.13

Illustration of Beam Aperture Burn and Return Due to Excessive Divergence Angle

รูปที่ 3: ภาพประกอบของลำแสงที่เผาไหม้และย้อนกลับเนื่องจากมุมที่แตกต่างมากเกินไป

จัดการกับความเสียหายของรูรับแสงและรับประกันประสิทธิภาพการตัดที่มั่นคง

เหตุผลในการสร้างมาตรฐานมุมไดเวอร์เจนซ์ที่ครอบคลุมก็คือ หัวตัดกำลังสูงส่วนใหญ่ในตลาดมีช่องรับแสงประมาณ 0.13 ดังนั้นคอลลิเมเตอร์จะจำกัดแสงจากแหล่งกำเนิดเลเซอร์ก่อนรูรับแสง เพื่อจำกัดแสงส่วนเกินหรือแสงเล็ดลอด หากสัดส่วนของแสงส่วนเกิน (แสงรบกวน) สูงเกินไป แสดงว่ามุมเบี่ยงเบนรวมของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ใหญ่เกินไป ซึ่งอาจทำให้รูรับแสงเสียหายได้ ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากการเลี้ยวเบนที่ขอบของรูรับแสง แสงเล็ดลอดบางส่วนจะฉายรังสีคอลลิเมเตอร์ ส่งผลให้เกิดผลกระทบด้านความร้อนอย่างรุนแรงและการตัดเฉือนที่ไม่เสถียร

Illustration of Light Path with Raycus Standard, Minimal Stray Light

รูปที่ 4: ภาพประกอบของเส้นทางแสงด้วย Raycus Standard, แสงหลงทางน้อยที่สุด

มาตรฐานไม่เชิงเส้น

เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการประมวลผลเพลตขนาดใหญ่และหนาอย่างมีประสิทธิภาพ พลังของระบบแหล่งกำเนิดเลเซอร์จึงเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ได้นำไปสู่ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้นและเพิ่มการกระเจิงของรามัน (SRS) ที่ถูกกระตุ้นในเส้นใยนำแสงที่ส่งผ่าน เนื่องจากขนาดแกนของเส้นใยลดลงและความยาวเพิ่มขึ้น

มาตรฐานไม่เชิงเส้นโดย Raycus: 20 kW ถึง 60 kW, เอฟเฟกต์ SRS: ≥ 30 dB  @ กำลัง 100%

Nonlinear Spectrum of 30 kW Laser source, 100 μm, 30 m  Independence of Standards

รูปที่ 5: สเปกตรัมไม่เชิงเส้นของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ 30 kW, 100 μm, 30 ม.

ความเป็นอิสระของมาตรฐาน

แต่ละมาตรฐานรักษาความเป็นอิสระ และไม่มีการประนีประนอมในมาตรฐานเดียวโดยที่ผู้อื่นต้องเสียค่าใช้จ่าย ผลิตภัณฑ์ Raycus ที่มีเอาต์พุตกำลังสูงเป็นพิเศษตั้งแต่ 20 kW ถึง 60 kW โดยมีแกนไฟเบอร์ 100 μm ถึง 150 μm ไม่ลดทอนมาตรฐานใดๆ แม้ว่าความยาวสายเคเบิลหรือกำลังไฟจะเพิ่มขึ้นก็ตาม การกำหนดค่าสายเคเบิลมาตรฐานสำหรับแหล่งเลเซอร์ Raycus คุณภาพสูงคือ 20 ม. ถึง 40 ม. และสามารถปรับแต่งให้มีความยาวมากขึ้นได้

บรรลุมาตรฐานที่สูงขึ้น สร้างขึ้นจากประสบการณ์ทางเทคนิคที่สั่งสมมานานหลายปี

เพื่อให้บรรลุมาตรฐานที่สูงขึ้น Raycus อาศัยการสั่งสมทางเทคนิคมาหลายปีและบรรลุความก้าวหน้าต่างๆ มากมายนับตั้งแต่ปี 2021 ซึ่งรวมถึงความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการควบคุมคุณภาพลำแสง การควบคุมเชิงรุกของเทคโนโลยีมุมไดเวอร์เจนซ์ (กำหนดเป็น "A") และเทคโนโลยีปราบปรามแบบไม่เชิงเส้น ( กำหนดให้เป็น "S")

Before Beam Quality Control
After Beam Quality Control

รูปที่ 6: การเปรียบเทียบก่อนและหลังการควบคุมคุณภาพลำแสง

Comparison Before and After Active Control of Divergence Angle

รูปที่ 7: การเปรียบเทียบก่อนและหลังการควบคุมมุมไดเวอร์เจนซ์แบบแอคทีฟ

Cascade Tilted Gratings for SRS Suppression

รูปที่ 8: ตะแกรงเอียงแบบเรียงซ้อนสำหรับการปราบปราม SRS

เทคโนโลยีการปราบปรามแบบไม่เชิงเส้น (Raycus Internal Code S, การปราบปราม SRS)

ตัวยับยั้ง Raman ทำงานโดยการกรองเมล็ด Raman ที่ผลิตโดยโมดูลผ่านตะแกรง Bragg ที่เอียง ป้องกันการขยายของเมล็ด Raman ในส่วนการส่งกำลังที่ไม่ใช่แหล่งที่มา ขณะเดียวกันก็แยกส่วนการส่งกำลังและเส้นทางแสงภายนอกจากการป้อนกลับของ Raman ไปยังโมดูล อย่างไรก็ตาม ขณะนี้มีปัญหาบางประการเกี่ยวกับตะแกรงรามัน เพื่อให้ได้แบนด์วิดท์การกรองแบบลึก จำเป็นต้องมีอัตราการส่งเสียงสูงและความยาวที่มาก ซึ่งต้องใช้ความยากในการแกะสลักและค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นอย่างมาก ในขณะที่การเพิ่มอัตราส่วนตัวกรองจำเป็นต้องเพิ่มความลึกในการปรับ ซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียที่เพิ่มขึ้นและยังส่งผลกระทบต่อคุณภาพของลำแสงอีกด้วย

ดังนั้น Raycus จึงใช้ตะแกรงเอียงแบบเรียงซ้อนตามข้อเสียข้างต้น ด้วยการเชื่อมต่อตะแกรงเอียงสองตัวแบบอนุกรม จึงสามารถบรรลุผลการกรองที่กว้างขึ้นและต้นทุนที่ต่ำลงได้ ดังนั้นจึงรักษาความไม่เป็นเชิงเส้นของโมดูลในระดับต่ำ

Cascaded Raman Suppressor with Double Gratings
Cascaded Raman Suppressor with Double Gratings

รูปที่ 9: ตัวป้องกันรามันแบบเรียงซ้อนพร้อมตะแกรงคู่

ระบบมาตรฐานที่สูงกว่า มอบผลลัพธ์การใช้งานที่น่าทึ่ง

นับตั้งแต่เปิดตัวแหล่งกำเนิดเลเซอร์ 60 kW ในปี 2023 Raycus ได้รับความสนใจอย่างมากในตลาดเนื่องจากข้อได้เปรียบในการตัดที่โดดเด่น การเปรียบเทียบความเร็วตัดสำหรับเหล็กสเตนเลสที่มีความหนาต่างกันระหว่างแหล่งกำเนิดเลเซอร์ 60 kW, 40 kW และ 30 kW เผยให้เห็นข้อได้เปรียบที่น่าทึ่งของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ 60 kW โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นเหล็กสเตนเลสที่มีความหนามากกว่า 50 มม. ภาพจริงของการตัดด้วยแหล่งกำเนิดเลเซอร์ 60 kW สแตนเลสหนา 70 มม. และ 125 มม. แสดงให้เห็นประสิทธิภาพการตัดที่ยอดเยี่ยม

Comparison of Cutting Speed for 60 kW, 40 kW, and 30 kW Laser sources on Stainless Steel

รูปที่ 10: การเปรียบเทียบความเร็วตัดสำหรับแหล่งกำเนิดเลเซอร์ 60 kW, 40 kW และ 30 kW บนสแตนเลส

 

ผู้นำและการกำหนดเกณฑ์มาตรฐาน: การพัฒนาแหล่งเลเซอร์กำลังสูงพิเศษคุณภาพสูง

เมื่อเราเข้าสู่ปี 2023 Raycus เชื่อว่าการพัฒนาแหล่งเลเซอร์ไฟเบอร์อุตสาหกรรมเป็นมากกว่าแค่การเพิ่มพลังงาน Raycus ประสบความสำเร็จในการสร้างแหล่งเลเซอร์ 100 kW ในปี 2021 การพัฒนาในอนาคตของแหล่งเลเซอร์ที่มีขนาดสูงกว่า 1 เมกะวัตต์ควรมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงคุณภาพแหล่งเลเซอร์อย่างครอบคลุม . Raycus ยังคงมุ่งมั่นที่จะก้าวหน้าทางเทคนิคและนวัตกรรมผลิตภัณฑ์ สร้างมาตรฐานของระบบคุณภาพที่สูงขึ้น จัดหาผลิตภัณฑ์แหล่งเลเซอร์ไฟเบอร์คุณภาพสูงให้แก่ลูกค้าทั่วโลก และส่งเสริมการพัฒนาคุณภาพสูงของแหล่งเลเซอร์ที่ผลิตในประเทศ

Leave a comment

Please note, comments need to be approved before they are published.

  • Comments
  • DISQUS
    1 out of ...