Vistas:0 Autor:cholé Hora de publicación: 2024-06-04 Origen:Tianchen Laser
El cabezal de corte por láser de fibra es el corazón de cualquier máquina de corte por láser de fibra y desempeña un papel vital en la determinación de la calidad y eficiencia del proceso de corte.Como fabricante líder de máquinas cortadoras por láser de fibra en China, Láser Tianchen tiene una amplia experiencia en el diseño y fabricación de cabezales de corte que ofrecen un rendimiento excepcional.En este artículo, yo, Chloe, ingeniera de Tianchen Laser con años de experiencia en el campo, profundizaré en los componentes clave que componen un cabezal de corte por láser de fibra y explicaré cómo trabajan juntos para lograr resultados de corte óptimos para materiales metálicos.
En el núcleo del cabezal de corte por láser de fibra se encuentra la fuente láser, que genera el rayo láser de alta potencia necesario para cortar materiales metálicos.En máquinas de corte por láser de fibra, la fuente láser suele ser un módulo láser de fibra que consta de un diodo de bomba, una fibra de ganancia y una rejilla de Bragg (FBG) de fibra.
El diodo de bomba se encarga de proporcionar la energía para excitar la fibra de ganancia, que está dopada con elementos de tierras raras como el iterbio o el erbio.A medida que se excita la fibra de ganancia, emite un rayo láser de alta potencia con una longitud de onda que oscila entre 1060 y 1080 nanómetros, ideal para cortar materiales metálicos.
El FBG actúa como selector de longitud de onda y reflector, asegurando que el rayo láser tenga un ancho de línea estrecho y una alta calidad del haz.Esto es esencial para lograr un rayo láser enfocado y estable que pueda cortar materiales con alta precisión y una zona mínima afectada por el calor (HAZ).
Una vez que la fuente láser genera el rayo láser, es necesario enviarlo al cabezal de corte a través de un sistema de suministro de rayo.En las máquinas de corte por láser de fibra, el sistema de emisión del haz normalmente consta de un cable de fibra óptica y un colimador.
El cable de fibra óptica es un conducto flexible y duradero que guía el rayo láser desde la fuente láser hasta el cabezal de corte.Está fabricado con fibras ópticas de alta calidad que tienen una baja pérdida de potencia y un alto umbral de daño, lo que garantiza que el rayo láser mantenga su potencia y calidad a largas distancias.
El colimador es un conjunto de lentes que se coloca al final del cable de fibra óptica, cerca del cabezal de corte.Su función principal es recoger el rayo láser divergente emitido por el cable de fibra óptica y convertirlo en un rayo paralelo.Esto es crucial para mantener el enfoque y la densidad de potencia del rayo láser cuando ingresa al cabezal de corte.
La lente de enfoque es un componente crítico del cabezal de corte por láser de fibra que concentra el rayo láser colimado en la superficie del material metálico que se está cortando.Por lo general, está fabricado con materiales ópticos de alta calidad, como sílice fundida o seleniuro de zinc, que pueden soportar la alta densidad de potencia del rayo láser.
La lente de enfoque tiene una distancia focal específica que determina el tamaño del punto láser enfocado en la superficie del material.Una distancia focal más corta produce un tamaño de punto más pequeño y una mayor densidad de potencia, lo que es adecuado para cortar materiales finos o lograr detalles finos.Por el contrario, una distancia focal más larga genera un tamaño de punto más grande y una menor densidad de potencia, lo que lo hace ideal para cortar materiales más gruesos o lograr velocidades de corte más rápidas.
La posición de la lente de enfoque con respecto a la superficie del material también es crucial para lograr resultados de corte óptimos.El punto focal de la lente debe colocarse ligeramente por debajo de la superficie del material para garantizar que se logre la mayor densidad de potencia en el frente de corte.Por lo general, esto se controla mediante un eje z motorizado que ajusta la altura del cabezal de corte en función del grosor del material que se está cortando.
La boquilla es otro componente esencial del cabezal de corte por láser de fibra que desempeña un papel vital en el proceso de corte.Es responsable de dirigir el gas auxiliar hacia el área de corte, lo que cumple varias funciones importantes:
Enfriar el material que se está cortando para evitar la acumulación excesiva de calor y la distorsión térmica.
Quitar el material fundido y los residuos de la ranura (ranura de corte) para garantizar un borde de corte limpio y suave.
Proteger la lente de enfoque de daños causados por reflejos o salpicaduras
La boquilla suele estar hecha de materiales resistentes al desgaste, como cerámica o cobre, que pueden soportar las altas temperaturas y presiones generadas durante el proceso de corte.Tiene un tamaño y forma de orificio específicos que determinan las características de flujo del gas auxiliar, como la velocidad y la presión.
El tipo de gas auxiliar utilizado depende del material que se corta y de la calidad de corte deseada.Por ejemplo, el nitrógeno se usa comúnmente para cortar acero dulce, ya que produce un borde de corte limpio y libre de óxido y minimiza la HAZ.El oxígeno se utiliza a menudo para cortar placas de acero dulce más gruesas, ya que mejora la velocidad de corte y produce un borde de corte ligeramente oxidado pero suave.El aire comprimido es adecuado para cortar metales no ferrosos como el aluminio o el acero inoxidable, ya que proporciona una buena refrigeración y produce un borde de corte limpio.
Para lograr resultados de corte óptimos, es fundamental mantener una distancia constante entre la punta de la boquilla y la superficie del material, conocida como distancia de separación de la boquilla.Aquí es donde entra en juego el sensor de altura capacitivo.
El sensor de altura capacitivo es un sensor sin contacto que mide la capacitancia entre la punta de la boquilla y la superficie del material.A medida que la boquilla se mueve a lo largo de la trayectoria de corte, el sensor monitorea continuamente la distancia de separación de la boquilla y envía señales de retroalimentación al sistema de control de la máquina.
Si la distancia de separación de la boquilla se desvía del valor establecido, el sistema de control de la máquina ajusta automáticamente la posición del eje z del cabezal de corte para mantener una distancia constante.Esto garantiza que el flujo de gas auxiliar se optimice para las condiciones de corte específicas, lo que da como resultado una mejor calidad de corte y un menor desgaste de la boquilla.
La ventana protectora es un elemento óptico transparente que se coloca entre la lente de enfoque y la boquilla.Su función principal es proteger la lente de enfoque del daño causado por reflejos, salpicaduras o residuos generados durante el proceso de corte.
La ventana protectora suele estar hecha de materiales ópticos duraderos, como sílice fundida o zafiro, que pueden soportar las duras condiciones de corte.Está recubierto con revestimientos especiales antirreflectantes y resistentes a los desechos que minimizan la pérdida de energía y evitan la acumulación de contaminantes en su superficie.
La inspección y el reemplazo periódicos de la ventana protectora son esenciales para mantener un rendimiento de corte óptimo y evitar daños a la lente de enfoque.Una ventana protectora dañada o contaminada puede causar distorsión del haz, pérdida de energía o incluso fallas catastróficas de la lente de enfoque, lo que resulta en costosos tiempos de inactividad y reparaciones.
El cabezal de corte por láser de fibra no es un componente independiente, sino una parte integral de la máquina de corte por láser de fibra en general.Debe integrarse perfectamente con el sistema de control de la máquina para garantizar un rendimiento de corte óptimo y facilidad de uso.
El sistema de control de la máquina normalmente consta de un controlador CNC, una interfaz hombre-máquina (HMI) y un conjunto de servomotores y variadores que controlan el movimiento del cabezal de corte y la mesa de la pieza de trabajo.Los componentes del cabezal de corte, como el sistema de gas auxiliar, el sensor de altura capacitivo y la ventana protectora, están conectados al sistema de control de la máquina a través de varios protocolos de comunicación, como señales analógicas o buses digitales.
El software del sistema de control de la máquina es responsable de traducir los archivos de diseño CAD/CAM a código legible por máquina (código G) y ejecutar el programa de corte.También proporciona una interfaz fácil de usar para configurar los parámetros de corte, como la potencia del láser, la velocidad de corte, la presión del gas auxiliar y la distancia de separación de la boquilla, según el tipo y espesor del material.
La integración y calibración adecuadas del cabezal de corte con el sistema de control de la máquina son cruciales para lograr resultados de corte óptimos y minimizar el tiempo de inactividad.Esto requiere un conocimiento profundo del proceso de corte, la dinámica de la máquina y los algoritmos de control, que es donde entra en juego la experiencia de ingenieros experimentados como yo.
En conclusión, el cabezal de corte por láser de fibra es un componente complejo y crítico de cualquier máquina de corte por láser de fibra.Sus componentes clave, incluida la fuente láser, el sistema de emisión del haz, la lente de enfoque, la boquilla, el sensor de altura capacitivo y la ventana protectora, trabajan juntos para ofrecer un rendimiento de corte eficiente, preciso y de alta calidad para materiales metálicos.
Como fabricante líder de máquinas cortadoras por láser de fibra en China, Tianchen Laser tiene un profundo conocimiento de las complejidades del diseño y la fabricación de cabezales de corte por láser de fibra.Con la experiencia de ingenieros experimentados como yo, Tianchen Laser se compromete a proporcionar a sus clientes máquinas de corte por láser de fibra de última generación que incorporan los últimos avances en tecnología de cabezales de corte.
Si está buscando invertir en una máquina cortadora por láser de fibra de alta calidad para sus necesidades de corte de materiales metálicos, no busque más que Tianchen Laser.Nuestras máquinas de última generación están diseñadas y construidas con componentes de la más alta calidad y cuentan con el respaldo de nuestro equipo de ingenieros expertos que se dedican a brindar una atención al cliente excepcional.
