A lente protetora inferior é um acessório consumível essencial para equipamentos laser, com uma frequência de substituição muito elevada. Ele atua como uma “cerca dupla face” no caminho de luz externo do laser.
Suas principais funções são resistir ao ambiente de processamento externo hostil, evitar a invasão de poeira e respingos e resistir ao laser de alta potência transmitido na direção interna direta.
Devido ao seu papel crucial, muitas vezes é o primeiro componente a ser afetado mesmo quando há um problema no caminho do gás, levando a um enorme consumo.
Os clientes frequentemente perguntam sobre como selecionar as lentes de proteção adequadas. Para responder a essas perguntas, entrevistamos os engenheiros de P&D e pós-venda da Raycus para fornecer respostas às suas preocupações.
1. Existe uma grande diferença entre as lentes de proteção inferiores de diferentes fabricantes?
Há uma diferença significativa entre as lentes de proteção inferior. Essas lentes não apenas protegem a limpeza do caminho de luz interno da cabeça de corte, mas também exigem capacidade de suporte do laser de alta potência e alta transmissão do laser.
Para atender a essas condições exigentes, os requisitos de substrato, processamento, revestimento e embalagem para as lentes de proteção inferiores são rigorosos.
De modo geral, as lentes de proteção inferior originais da cabeça de corte são caras, o que tornou as lentes de proteção inferiores de terceiros bastante populares. Porém, nem todo fabricante terceirizado possui capacidade de produção para fabricar esse tipo de consumível.
Nos últimos anos, à medida que a guerra de preços dos lasers de fibra esquentou, o preço dos acessórios para laser diminuiu significativamente. No entanto, procurar cegamente preços mais baixos e ignorar a qualidade não conduzirá a resultados positivos.
2. Quais serão as consequências se a seleção for inadequada?
A lente protetora inferior não qualificada absorve luz e aquece rapidamente, causando um desvio significativo no foco e resultando em corte deficiente.
Além disso, o aquecimento excessivo pode causar a quebra da lente protetora inferior e até mesmo levar à quebra reversa do foco e alinhamento da cabeça de corte.
Danos em componentes de alto valor podem resultar em custos de manutenção de até 20% a 50% do preço de uma nova cabeça de corte, resultando em perdas significativas.
Quebra da lente protetora inferior
O revestimento que não atende aos padrões exigidos apresenta baixa transmitância de luz. Como resultado, há transmissão insuficiente e forte reflexão, fazendo com que a luz de retorno da lente protetora inferior inverta através da lente colimadora e da lente focalizadora da cabeça de corte. Essa luz então converge para perto da tampa final do cabeçote de saída, levando à queima da janela protetora do cabeçote de saída.
A tampa protetora da janela e a tampa protetora da cabeça de corte estão queimadas
A situação se torna mais séria quando a tampa do cabeçote de saída é queimada. O laser direto não pode ser transmitido e fica preso no cabeçote de saída, levando à destruição da estrutura metálica do cabeçote de saída. Isto, por sua vez, causa vazamento de água, pulverização de escória e outros problemas relacionados.
Nesses casos, é provável que ocorram danos irreversíveis na cabeça de corte.
Casca da cabeça cortante queimada
3. Como escolher lentes protetoras?
Em geral, os clientes finais de pequena e média dimensão têm uma procura relativamente baixa de consumíveis e um fraco poder de negociação. Eles podem comprar consumíveis através de fornecedores de equipamentos. No entanto, deve-se ter cautela ao comprar em canais informais ou quando os preços são significativamente diferentes.
Os grandes clientes terminais ou integradores, por outro lado, têm alta demanda e forte poder de barganha e capacidade de inspeção de qualidade. Eles podem comprar de integradores, fabricantes de consumíveis ou agentes de primeira classe.
Ao adquirir lentes de proteção, é importante considerar os seguintes pontos:
- Material base: Escolha materiais maduros de fornecedores industriais estabelecidos.
- Fabricantes: Procure fabricantes de processamento óptico a frio com janelas de laser de alta potência, lentes e outras qualificações de produção de peças ópticas.
- Revestimento: Selecione um filme antirreflexo personalizado para o comprimento de onda de saída do laser.
- Relatório de teste: Certifique-se de que a lente protetora venha com relatório de comprimento de onda de transmissão, relatório de acabamento qualificado, modelo de material, relatório de absorção fraca (se aplicável), relatório de adesão de revestimento, relatório de tamanho e formato, entre outros documentos necessários.
4. Que tipo de lente protetora não deve ser usada?
Existem quatro tipos de lentes protetoras que não devem ser usadas.
O primeiro tipo é a lente protetora com revestimento de filme e substrato de quartzo exposto. Este tipo de lente protetora pode ser reconhecida a olho nu.
Remoção do revestimento protetor inferior da lente
O segundo tipo são as lentes protetoras com revestimento de baixa qualidade. Embora a aparência desta lente protetora possa parecer boa, os testes mostram que algumas áreas do revestimento apresentam baixa transmitância e alta reflexão.
Este tipo de lente protetora não pode ser detectada a olho nu ou ao microscópio e só pode ser medida com precisão com instrumentos profissionais.
Má qualidade do revestimento da lente protetora inferior
O terceiro tipo é uma lente protetora com corpos estranhos ou bolhas entre o filme e o substrato. Este tipo de lente protetora destina-se ao uso em alta potência, mas tem uma vida útil curta e é propensa a queimar.
Bolhas ou corpos estranhos na parte inferior do filme
O quarto tipo é a lente protetora com acabamento ruim, que tem vida útil curta.
Mau acabamento da lente protetora inferior
5. Como avaliar se a lente protetora inferior está anormal?
Identificar a instabilidade do sistema e os riscos resultantes de proteção anormal é um requisito urgente no mercado competitivo atual. Embora a maioria das cabeças de corte de alta potência atualmente possuam monitoramento de temperatura de lente protetora e luz dispersa, alguns monitoramentos de cabeça de corte deduzem indiretamente a temperatura atual, resultando em baixa precisão e resposta de baixa sensibilidade.
Posição da embalagem do sensor e pontos anormais que podem ser monitorados
Com base na situação mencionada acima, a Raycus implementou recentemente um novo sistema de monitoramento de luz de retorno em seus lasers de média e alta potência.
O sensor primário de monitoramento da luz de retorno é colocado próximo à extremidade do cabo óptico de saída, criando um arranjo de monitoramento quase coaxial. Isto permite a detecção imediata de qualquer luz de retorno gerada devido a danos nos componentes ópticos da cabeça de corte.
Modelo de seção de potência do laser e cabo óptico de saída com monitoramento de luz de retorno
Supondo que o sistema de resfriamento de água esteja funcionando normalmente, o sistema de monitoramento óptico de visita de retorno a laser Raycus acionará rapidamente um sinal de alarme se detectar qualquer uma das três condições a seguir:
- Lente protetora inferior anormal.
- Lente protetora superior anormal.
- Processamento de materiais altamente reflexivos.
Por exemplo, o modelo Raycus 20kW foi equipado com monitoramento de luz de retorno desde 2019, evitando com sucesso os seguintes problemas:
- Uso inadequado por clientes que pode causar danos ao cabeçote de saída.
- Projeto defeituoso do fabricante da cabeça de corte.
- Mau estado da cabeça de corte do cliente.
- Corte reverso alto por parte do cliente.
Atualmente, a qualidade das lentes protetoras disponíveis no mercado varia bastante. Recomendamos analisar cuidadosamente as informações acima e adquirir lentes de proteção através de canais legítimos.
