Tạo Tiêu Chuẩn Cao Hơn với Nâng Cấp Toàn Diện "Hiệu Ứng Đôi"
Trong lĩnh vực nguồn laser công suất siêu cao (phiên bản cắt) trên 20 kW, Raycus cam kết đáp ứng nhu cầu khách hàng. Dựa trên dữ liệu sử dụng khách hàng rộng rãi và nhiều trao đổi kỹ thuật cũng như thử nghiệm với các nhà sản xuất đầu cắt hàng đầu, Raycus đã thiết lập tiêu chuẩn doanh nghiệp cao hơn vượt qua các chuẩn ngành và quốc tế. Thành tựu này cho phép nâng cao toàn diện hiệu quả và hiệu suất cắt thông qua sự phối hợp cấp hệ thống.
Tiêu chuẩn Lõi Sợi và M2 của Raycus
Đối với các nguồn laser công suất siêu cao, để đạt được kết quả ứng dụng xuất sắc không chỉ cần đầu ra lõi sợi. Cần sự phù hợp giữa lõi sợi và giá trị M2 để đạt hiệu suất ứng dụng tối ưu. Nếu chất lượng tổng thể của hệ thống nguồn laser bình thường và lõi sợi chỉ được giảm mà không giảm tương ứng chất lượng chùm tia (M2 hoặc BPP), sẽ rất khó để đạt kết quả cắt thỏa đáng. Ví dụ, trong nguồn laser 20.000 W với đầu ra 100 μm, xét đến kết quả cắt tốt nhất và khả năng tương thích với tấm dày và mỏng, giá trị M2 tối ưu nên khoảng 11.
Chúng tôi cung cấp đầu ra lõi sợi từ 100 μm đến 150 μm cho các nguồn laser từ 20 kW đến 60 kW, kiểm soát nghiêm ngặt phạm vi M2. Cách tiếp cận này cho phép điều chỉnh liền mạch trong quá trình cắt từ công suất thấp đến cao, giảm thiểu sự khác biệt giữa các mẫu cùng loại.
Tiêu chuẩn M2 của Raycus：
Hình 1: Minh họa kiểm tra chất lượng chùm tia
Hình 2: Chất lượng chùm tia đo được của nguồn laser Raycus 40 kW
Tiêu chuẩn Góc Phân Kỳ Toàn Diện:
Trong khi M2 đại diện cho 86,5% phân bố năng lượng, nó chỉ phù hợp để mô tả các nguồn laser đơn mode hoặc gần đơn mode. Để giải quyết các đặc tính của nguồn laser đa mode, Raycus đã tiên phong khái niệm góc phân kỳ toàn diện—sử dụng mô tả 99,84% để bao phủ toàn bộ góc phân kỳ năng lượng. Tiêu chuẩn này loại bỏ các vấn đề thường gặp ở các nguồn laser truyền thống, như quá nhiệt do bảo vệ quá mức, làm nóng trực tiếp bộ collimator, tán xạ quá mức trong chế độ bảo vệ, cháy khẩu độ và làm nóng vòi phun. Các nguồn laser sợi công suất cao của Raycus dẫn đầu thị trường và đạt khối lượng xuất xưởng trong nước cao nhất nhờ tiêu chuẩn nghiêm ngặt này.
Tiêu Chuẩn Góc Phân Kỳ Của Raycus: 20 kW đến 60 kW, Tổng Góc Phân Kỳ (99.84%, nửa góc) ≤ 0.13
Hình 3: Minh Họa Cháy Khẩu Độ Chùm Tia Và Phản Xạ Do Góc Phân Kỳ Quá Lớn
Giải Quyết Hư Hại Khẩu Độ Và Đảm Bảo Hiệu Suất Cắt Ổn Định
Lý do thiết lập tiêu chuẩn góc phân kỳ toàn diện là vì hầu hết các đầu cắt công suất cao trên thị trường có khẩu độ quang học khoảng 0.13. Do đó, các bộ hội tụ giới hạn ánh sáng nguồn laser trước khẩu độ, hạn chế ánh sáng dư thừa hoặc tán xạ. Nếu tỷ lệ ánh sáng dư thừa (ánh sáng tán xạ) quá cao, điều đó có nghĩa là tổng góc phân kỳ của nguồn laser quá lớn, có thể dẫn đến hư hại khẩu độ. Hơn nữa, do nhiễu xạ tại mép khẩu độ, một số ánh sáng tán xạ sẽ chiếu vào bộ hội tụ, gây ra hiệu ứng nhiệt nghiêm trọng và cắt không ổn định.
Hình 4: Minh Họa Đường Đi Của Ánh Sáng Với Tiêu Chuẩn Raycus, Tán Sáng Tối Thiểu
Tiêu Chuẩn Phi Tuyến
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về xử lý hiệu quả các tấm lớn và dày, công suất của hệ thống nguồn laser đã tăng lên. Tuy nhiên, điều này dẫn đến các hiệu ứng phi tuyến và tăng tán xạ Raman kích thích (SRS) trong sợi quang truyền dẫn do kích thước lõi sợi giảm và chiều dài tăng.
Tiêu Chuẩn Phi Tuyến Của Raycus: 20 kW đến 60 kW, Hiệu Ứng SRS: ≥ 30 dB @100% Công Suất
Hình 5: Phổ Phi Tuyến Của Nguồn Laser 30 kW, 100 μm, 30 m
Sự Độc Lập Của Các Tiêu Chuẩn
Mỗi tiêu chuẩn duy trì sự độc lập, và không có sự thỏa hiệp nào trong một tiêu chuẩn để đánh đổi các tiêu chuẩn khác. Sản phẩm Raycus với công suất cực cao từ 20 kW đến 60 kW, với lõi sợi quang từ 100 μm đến 150 μm, không thỏa hiệp bất kỳ tiêu chuẩn nào, ngay cả khi tăng chiều dài cáp hoặc công suất. Cấu hình cáp tiêu chuẩn cho nguồn laser Raycus chất lượng cao là từ 20 m đến 40 m và có thể tùy chỉnh cho chiều dài lớn hơn.
Đạt Được Tiêu Chuẩn Cao Hơn, Xây Dựng Trên Nhiều Năm Tích Lũy Kỹ Thuật
Để đạt được các tiêu chuẩn cao hơn, Raycus đã dựa vào nhiều năm tích lũy kỹ thuật và đạt được một loạt các đột phá kể từ năm 2021. Bao gồm các tiến bộ trong công nghệ kiểm soát chất lượng chùm tia, công nghệ kiểm soát chủ động góc phân kỳ (được gọi là "A"), và công nghệ ức chế phi tuyến (được gọi là "S").
Hình 6: So Sánh Trước và Sau Kiểm Soát Chất Lượng Chùm Tia
Hình 7: So Sánh Trước và Sau Kiểm Soát Chủ Động Góc Phân Kỳ
Hình 8: Lưới Nghiêng Xếp Chồng để Ức Chế SRS
Công Nghệ Ức Chế Phi Tuyến (Mã Nội Bộ Raycus S, Ức Chế SRS)
Bộ giảm Raman hoạt động bằng cách lọc các hạt Raman được tạo ra bởi module thông qua các lưới Bragg nghiêng, ngăn chặn sự khuếch đại các hạt Raman trong phần truyền công suất không phải nguồn, đồng thời cách ly phần truyền công suất và đường quang bên ngoài khỏi phản hồi Raman đến module. Tuy nhiên, hiện tại có một số vấn đề với các lưới Raman. Để đạt được băng thông lọc sâu, cần tỷ lệ chirp lớn và chiều dài lớn. Điều này đòi hỏi độ khó khắc cao hơn đáng kể và chi phí tăng, trong khi tăng tỷ lệ lọc cần tăng độ sâu điều chỉnh, có thể dẫn đến tổn hao tăng và thậm chí ảnh hưởng đến chất lượng chùm tia.
Do đó, Raycus, dựa trên những nhược điểm trên, đã áp dụng lưới nghiêng xếp chồng. Bằng cách nối tiếp hai lưới nghiêng, có thể đạt được hiệu ứng lọc rộng hơn và chi phí thấp hơn, từ đó duy trì độ phi tuyến thấp của module.
Hình 9: Bộ Giảm Raman Xếp Chồng với Lưới Kép
Hệ Thống Tiêu Chuẩn Cao Hơn, Mang Đến Kết Quả Ứng Dụng Ấn Tượng
Kể từ khi giới thiệu nguồn laser 60 kW vào năm 2023, Raycus đã thu hút sự chú ý lớn trên thị trường nhờ những ưu điểm vượt trội trong cắt. So sánh tốc độ cắt thép không gỉ với các độ dày khác nhau giữa các nguồn laser 60 kW, 40 kW và 30 kW cho thấy ưu thế nổi bật của nguồn laser 60 kW, đặc biệt với các tấm thép không gỉ có độ dày trên 50 mm. Hình ảnh thực tế của nguồn laser 60 kW cắt thép không gỉ dày 70 mm và 125 mm thể hiện sự xuất sắc trong hiệu suất cắt của nó.
Hình 10: So sánh Tốc Độ Cắt cho các nguồn Laser 60 kW, 40 kW và 30 kW trên Thép Không Gỉ
Dẫn Đầu và Đặt Tiêu Chuẩn: Phát Triển Chất Lượng Cao của Các Nguồn Laser Công Suất Siêu Cao
Khi bước vào năm 2023, Raycus tin rằng sự phát triển của nguồn laser sợi công nghiệp không chỉ đơn thuần là tăng công suất—Raycus đã đạt được nguồn laser 100 kW vào năm 2021. Phát triển tương lai của các nguồn laser trên một megawatt nên tập trung vào cải thiện toàn diện chất lượng nguồn laser. Raycus vẫn cam kết với các đột phá kỹ thuật và đổi mới sản phẩm, tích cực tạo ra hệ thống chất lượng tiêu chuẩn cao hơn, cung cấp các sản phẩm nguồn laser sợi chất lượng cao cho khách hàng toàn cầu, và thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao của các nguồn laser sản xuất trong nước.
