Reparación de láser de estado sólido industrial Rofin

Os láseres de estado sólido da serie SLS de Rofin (agora Coherent) usan tecnoloxía de láser de estado sólido bombeado por diodos (DPSSL) e son moi utilizados no procesamento industrial (como marcado, corte, soldadura) e investigación científica. Esta serie de láseres é coñecida pola súa maior estabilidade, longa vida útil e excelente calidade do feixe (M²), pero poden fallar despois dun uso prolongado, afectando o rendemento.

Este artigo presentará en detalle a estrutura, os fallos comúns, as ideas de mantemento, o mantemento diario e as medidas preventivas da serie SLS para axudar aos usuarios a prolongar a vida útil do equipo e reducir o tempo de inactividade.

2. Composición da estrutura láser da serie SLS

Os láseres da serie SLS están compostos principalmente polos seguintes módulos básicos:

1. Cabeza láser

Cristal láser: normalmente Nd:YAG ou Nd:YVO₄, bombeado por un díodo láser.

Módulo Q-Switch (Q-Switch):

Q-switch acústico-óptico (AO-QS): adecuado para altas taxas de repetición (nivel de kHz).

Q-switch electro-óptico (EO-QS): adecuado para pulsos de alta enerxía (como micromecanizado).

Cristal de duplicación de frecuencia (SHG/THG) (opcional):

KTP (luz verde de 532 nm) ou BBO (luz UV de 355 nm) para conversión de lonxitude de onda.

2. Módulo de bomba de diodos

Matriz de diodos láser (LDA): proporciona luz de bomba de 808 nm, que require un control de temperatura TEC para manter a estabilidade.

Sistema de control de temperatura (TEC): garante que o díodo funciona á temperatura óptima (normalmente 20-25 °C).

3. Sistema de refrixeración

Refrixeración por auga (Chiller): os modelos de alta potencia (como SLS 500+) requiren un enfriador externo para garantir que a temperatura do cabezal láser sexa estable.

Refrixeración por aire (refrixeración por aire): os modelos de baixa potencia poden usar o arrefriamento por aire forzado.

4. Sistema óptico (Beam Delivery)

Expansor do feixe (Beam Expander): axusta o diámetro do feixe.

Espellos (HR/OC Mirrors): espellos de alta reflexión (HR) e espellos de acoplamento de saída (OC).

Illador óptico (isolador óptico): impide que a luz de retorno dane o láser.

5. Control e alimentación

Alimentación da unidade: proporciona un sinal de modulación e corrente estable.

Panel de control/software: axuste parámetros como potencia, frecuencia, ancho de pulso, etc.

III. Avarías comúns e ideas de mantemento

1. Sen saída láser nin redución de potencia

Motivos posibles:

Envellecemento ou danos do díodo láser (vida xeral 20.000-50.000 horas).

Fallo do módulo de interruptor Q (fallo da unidade AO-QS ou compensación de cristal).

Fallo do sistema de refrixeración (a temperatura da auga é demasiado alta ou o caudal é insuficiente).

Método de mantemento:

Comprobe se a corrente LD é normal (consulte o manual técnico).

Comprobe se a luz da bomba é normal cun medidor de potencia.

Comprobe o sinal do interruptor Q e substitúa AO/EO-QS se é necesario.

2. Deterioro da calidade do feixe (inestabilidade do modo, deformación puntual)

Motivos posibles:

Contaminación dos compoñentes ópticos (lente sucia e superficie de cristal).

Desalineación da cavidade resonante (a vibración provoca o desprazamento da lente).

Efecto de lente térmica de cristal (deformación térmica causada por un arrefriamento insuficiente).

Método de reparación:

Limpar o compoñente óptico (usar etanol anhidro + pano sen po).

Recalibra a cavidade resonante (require equipos profesionais como o colimador láser He-Ne).

3. Cambio de lonxitude de onda ou redución da eficiencia de duplicación de frecuencia

Motivos posibles:

Deriva de temperatura de cristal de duplicación de frecuencia (KTP/BBO) ou cambio de ángulo de coincidencia de fase.

Cambio de lonxitude de onda da bomba (fallo do control de temperatura TEC).

Método de reparación:

Recalibra o ángulo do cristal (use o marco de axuste de precisión).

Comprobe se o control de temperatura TEC é estable (axuste de parámetros PID).

4. Alarmas frecuentes ou apagado automático

Motivos posibles:

Protección contra sobretemperatura (falla do sistema de refrixeración).

Sobrecarga da fonte de alimentación (envellecemento do capacitor ou curtocircuíto).

Controlar o erro do software (necesita actualizar o firmware).

Método de reparación:

Comprobe o caudal da auga de refrixeración e o sensor de temperatura.

Mida se a tensión de saída da fonte de alimentación é estable.

Póñase en contacto co fabricante para obter o firmware máis recente.

IV. Métodos de coidado e mantemento diarios

1. Mantemento do sistema óptico

Inspección semanal:

Limpe o espello de saída e a ventá de conmutación Q con etanol anhidro + cotonete sen po.

Comprobe se o camiño óptico está desfasado (observe se o punto luminoso está centrado).

Cada 3 meses:

Comprobe se o cristal duplicador de frecuencia (KTP/BBO) está danado ou contaminado.

Calibrar a cavidade resonante (se é necesario, use a asistencia de láser colimado).

2. Mantemento do sistema de refrixeración

Inspección mensual:

Substitúe a auga desionizada (para evitar que a cal obstruya a canalización).

Limpar o filtro do refrixerador para garantir unha boa disipación da calor.

Cada 6 meses:

Comprobe se a bomba de auga é normal e mida o caudal (≥4 L/min).

Calibrar o sensor de temperatura (erro <±0,5 °C).

3. Mantemento do sistema electrónico

Inspección trimestral:

Mida a estabilidade da saída da fonte de alimentación (flutuación actual <1%).

Comprobe se a posta a terra é boa (evite interferencias electromagnéticas).

Mantemento anual:

Substitúe os capacitores envellecidos (especialmente a parte da fonte de alimentación de alta tensión).

Fai unha copia de seguridade dos parámetros de control para evitar a perda de datos