Riparazione laser a fibra ad alta potenza nlight

nLIGHT è un produttore leader di laser a fibra ad alta potenza negli Stati Uniti. I suoi prodotti sono noti per l'elevata luminosità, l'elevata affidabilità e il design modulare. Sono ampiamente utilizzati nei settori del taglio/saldatura industriale, della difesa, della medicina e in altri settori. Le sue tecnologie principali includono l'accoppiamento di fibre ottiche, il pompaggio di semiconduttori e i sistemi di controllo intelligenti.

2. Principio di funzionamento

1. Principio fondamentale

Sorgente di pompaggio: più laser a semiconduttore a tubo singolo (lunghezza d'onda 915/976 nm) sono accoppiati alla fibra di guadagno tramite un combinatore di fascio.

Mezzo di guadagno: fibra a doppio rivestimento drogata con itterbio (Yb³⁺), che converte la luce di pompaggio in laser a 1064 nm.

Cavità risonante: il reticolo di Bragg in fibra (FBG) viene utilizzato per formare una struttura risonante interamente in fibra.

Controllo dell'uscita: l'uscita impulsiva/continua è ottenuta tramite AOM (modulatore acustico-ottico) o modulazione elettrica diretta.

2. Vantaggi tecnici

Miglioramento della luminosità: la tecnologia brevettata COREFLAT™ di nLIGHT rende la qualità del raggio (M²<1,1) migliore rispetto ai tradizionali laser a fibra.

Efficienza elettro-ottica: >40%, con una significativa riduzione del consumo energetico (rispetto al <15% dei laser a CO₂).

3. Funzioni del prodotto e applicazioni tipiche

Serie Laser Caratteristiche Applicazioni tipiche

alta® CW/QCW, 1-20kW Taglio di lamiere spesse, saldatura navale

element™ Compact, 500W-6kW Lavorazione di precisione dell'elettronica di consumo

Laser a fibra pulsata pearl®, energia di impulso <1mJ Taglio del polo della batteria al litio, microforatura

AFS (Defense Series) Arma ad energia diretta ad alta luminosità (DEW) Sistema laser militare

4. Struttura meccanica e ottica

1. Componenti principali

Componente Funzione Sensibilità ai guasti

Modulo pompa a semiconduttore Fornisce luce di pompaggio, durata di circa 50.000 ore

Fibra di guadagno Fibra a doppio rivestimento drogata con itterbio, suscettibile alla perdita di flessione

Combinatore Combinazione di fasci di luce multi-pompa, facile da invecchiare ad alta temperatura

Testa di uscita QBH Interfaccia industriale, polvere/urti possono facilmente causare distorsioni del raggio

Sistema di raffreddamento ad acqua Mantenere la stabilità della temperatura di ±0,1℃, il blocco può causare surriscaldamento

2. Diagramma di struttura tipico

Copia

[Sorgente della pompa] → [Combinatore] → [Fibra di guadagno] → [Risonatore FBG] → [Modulazione AOM] → [Uscita QBH]

↑ Sistema di controllo della temperatura↓ ↑ Sistema di raffreddamento ad acqua↓

V. Guasti comuni e idee di manutenzione

1. Caduta di potenza o nessuna uscita

Possibili motivi:

Attenuazione del modulo pompa (controllare la curva corrente-potenza)

Rottura del punto di fusione della fibra (rilevamento OTDR)

Flusso del refrigerante insufficiente (controllare l'ostruzione del filtro)

Fasi di manutenzione:

Utilizzare un misuratore di potenza per rilevare la perdita di ogni sezione.

Sostituire il modulo pompa anomalo (è richiesta la calibrazione del produttore).

Pulire o sostituire il filtro del sistema di raffreddamento ad acqua.

2. Peggioramento della qualità del fascio (aumento di M²)

Possibili motivi:

Contaminazione della testa QBH (faccia terminale pulita con alcol)

Guadagna raggio di curvatura della fibra <10 cm (ricablaggio)

Effetto lente termica del combinatore di fasci (richiesto reso al produttore)

Diagnosi rapida:

Utilizzare un analizzatore di fascio per misurare lo schema del fascio luminoso.

VI. Misure di manutenzione preventiva

1. Manutenzione giornaliera

Componenti ottici:

Pulire settimanalmente la testa di uscita QBH con etanolo anidro e un panno antipolvere.

Evitare di curvare la fibra ottica con un raggio minimo di curvatura > 15 cm.

Sistema di raffreddamento:

Controllare ogni mese la conduttività del refrigerante (dovrebbe essere <5μS/cm).

Sostituire il filtro ogni trimestre.

2. Specifiche operative

Soglia di sicurezza:

È vietato far funzionare l'apparecchio a una potenza superiore al 110% della potenza nominale.

Attendere 5 minuti prima di riavviare dopo un'improvvisa interruzione di corrente.

VII. Confronto con i concorrenti (nLIGHT vs IPG)

Indicatori nLIGHT alta® 12kW IPG YLS-12000

Efficienza elettro-ottica 42% 38%

Qualità del fascio M² 1,05 1,2

Costi di manutenzione Bassi (design modulare) Alti

Tasso di guasto tipico <2%/anno 3-5%/anno

VIII. Riepilogo

Il laser nLIGHT garantisce un'elevata affidabilità grazie al design interamente in fibra e al controllo intelligente della temperatura. L'obiettivo della manutenzione è:

Monitorare regolarmente il tasso di attenuazione del modulo pompa.

Mantenere rigorosamente pulito il sistema di raffreddamento.

Standardizzare il funzionamento per evitare danni da stress meccanico alla fibra ottica.

In caso di guasto del componente principale (laser), si consiglia di rivolgersi a un fornitore di servizi di manutenzione professionale per gestirlo