В сфере высокоточной лазерной обработки необработанный лазерный луч напоминает неограненный драгоценный камень — несмотря на огромную энергию, его нельзя напрямую использовать для высокоточного производства. Оптические линзы являются «душой» всей системы и играют ключевую роль в преобразовании необработанного луча в эффективный инструмент обработки. Их основная функция проявляется в первую очередь в трех аспектах.

I. Фокусировка энергии: качественный переход от «освещения» к «обработке»

Суть лазерной обработки заключается во взаимодействии энергии и материала. Параллельные лазерные лучи обладают низкой плотностью энергии, что делает их непригодными для прямой резки, сварки или маркировки. Оптические линзы, в частности сканирующие линзы F-Theta и фокусирующие линзы, используют принципы преломления для точной конвергенции параллельных лучей большого диаметра в чрезвычайно маленькую фокальную точку.

Этот процесс обеспечивает «концентрацию» энергии. Согласно формуле «Плотность энергии = мощность / площадь», когда площадь пятна резко уменьшается до микрометрового масштаба с помощью линзы, плотность энергии в фокальной точке возрастает в геометрической прогрессии. Это позволяет мгновенно плавить или испарять материалы, достигая таким образом качественного скачка от «обычного облучения» к «прецизионной обработке». Без высококачественных линз лазер был бы просто ярким лучом света, а не нерушимым инструментом.

II. Точное управление: определение качества обработки

Качество линзы напрямую определяет точность и качество обработки. Ее основное влияние заключается в следующем:

Размер фокусной точки: способность линзы корректировать аберрации (такие как сферическая аберрация и кома) определяет, может ли фокус сходиться до своего теоретического минимального размера. Идеально лишенная аберраций линза создает крошечную точку, приближающуюся к пределу дифракции, что необходимо для получения четких режущих кромок и сложных гравировок.

Глубина фокуса: расстояние до и после фокальной точки, на котором плотность лазерной энергии остается достаточной для эффективной обработки, составляет глубину фокуса. Благодаря конструкции массива линз эту глубину можно оптимизировать с учетом различной толщины материала, обеспечивая перпендикулярные, однородные поверхности реза или равномерное проникновение сварного шва.

III. Расширение области применения: основа индивидуальных решений

Современная лазерная обработка охватывает разнообразные области применения, требующие различных профилей луча. Оптические линзы составляют основу для достижения этой универсальности. Благодаря индивидуальному дизайну и конфигурации линз можно:

Изменять форму пятна: например, преобразовывать круглые пятна в линейные лучи для быстрой обработки поверхности или синхронной сварки.
Осуществление трехмерной обработки: при интеграции с гальванометрическими системами линзы F-Theta позволяют лазерным лучам выполнять высокоскоростную, равномерную маркировку или сварку на трехмерных поверхностях.
Осуществление обработки на большом рабочем расстоянии: с помощью специальных асферических линз или линзовых блоков можно достичь большого рабочего расстояния при сохранении небольшого размера пятна, что делает их пригодными для глубокой гравировки или резки толстых материалов.