Oprava nlight vysokovýkonným vláknovým laserom

nLIGHT je popredný výrobca vysokovýkonných vláknových laserov v Spojených štátoch. Jej produkty sú známe svojou vysokou svietivosťou, vysokou spoľahlivosťou a modulárnym dizajnom. Sú široko používané v priemyselnom rezaní / zváraní, obrane, medicíne a iných oblastiach. Medzi hlavné technológie patrí spojka vlákien, čerpanie polovodičov a inteligentné riadiace systémy.

2. Pracovný princíp

1. Základný princíp

Pumpový zdroj: Viacnásobné jednorúrkové polovodičové lasery (vlnová dĺžka 915/976 nm) sú pripojené k ziskovému vláknu cez zlučovač lúčov.

Médium zisku: Dvojité plátované vlákno dopované ytterbiom (Yb³⁺), ktoré premieňa svetlo pumpy na 1064nm laser.

Rezonančná dutina: FBG (vláknová Braggova mriežka) sa používa na vytvorenie celovláknovej rezonančnej štruktúry.

Riadenie výstupu: Pulzný/nepretržitý výstup sa dosahuje pomocou AOM (akusticko-optický modulátor) alebo priamou elektrickou moduláciou.

2. Technické výhody

Zlepšenie jasu: Patentovaná technológia COREFLAT™ od nLIGHT robí kvalitu lúča (M²<1,1) lepšou ako tradičné vláknové lasery.

Elektrooptická účinnosť: >40 %, výrazne znižuje spotrebu energie (v porovnaní s <15 % pre CO₂ lasery).

3. Funkcie produktu a typické aplikácie

Laserový rad Vlastnosti Typické aplikácie

alta® CW/QCW, 1-20kW Rezanie hrubých plechov, lodné zváranie

element™ Compact, 500W-6kW Precízne spracovanie spotrebnej elektroniky

Pearl® Pulzný vláknový laser, energia impulzu <1mJ Rezanie pólových nástavcov z lítiovej batérie, mikrovŕtanie

AFS (Defense Series) Zbraň s vysokým jasom smerovanej energie (DEW) Vojenský laserový systém

4. Mechanická a optická štruktúra

1. Základné komponenty

Komponent Funkcia Citlivosť na poruchy

Modul polovodičového čerpadla Poskytuje svetlo čerpadla, životnosť približne 50 000 hodín

Zisk vlákno Dvojplášťové vlákno dopované ytterbiom, náchylné na stratu ohybu

Kombinátor Kombinácia svetelného lúča s viacerými čerpadlami, ľahko starnúca pri vysokej teplote

Výstupná hlava QBH Priemyselné rozhranie, prach/hrbole môžu ľahko spôsobiť skreslenie lúča

Vodný chladiaci systém Udržujte teplotnú stabilitu ±0,1℃, zablokovanie môže spôsobiť prehriatie

2. Typický diagram štruktúry

Kopírovať

[Zdroj čerpadla] → [Kombinátor] → [Zosilnenie vlákna] → [FBG rezonátor] → [AOM modulácia] → [QBH výstup]

↑ Systém riadenia teploty↓ ↑ Systém vodného chladenia↓

V. Bežné poruchy a nápady na údržbu

1. Pokles výkonu alebo žiadny výstup

Možné dôvody:

Útlm modulu čerpadla (skontrolujte krivku prúdu a výkonu)

Zlomenie bodu fúzie vlákna (detekcia OTDR)

Nedostatočný prietok chladiacej kvapaliny (skontrolujte zablokovanie filtra)

Kroky údržby:

Na zistenie straty každej sekcie použite merač výkonu.

Vymeňte abnormálny modul čerpadla (vyžaduje sa kalibrácia od výrobcu).

Vyčistite alebo vymeňte filter vodného chladiaceho systému.

2. Zhoršenie kvality lúča (nárast M²)

Možné dôvody:

Znečistenie hlavy QBH (koncový povrch očistený alkoholom)

Získajte polomer ohybu vlákna <10 cm (prekáblovanie)

Efekt tepelnej šošovky zlučovača lúčov (vyžaduje sa vrátenie výrobcu)

Rýchla diagnostika:

Na meranie bodového vzoru použite analyzátor lúča.

VI. Opatrenia preventívnej údržby

1. Denná údržba

Optické komponenty:

Každý týždeň čistite výstupnú hlavu QBH bezvodým etanolom + bezprašnou handričkou.

Vyhnite sa ohybu optického vlákna s malým polomerom (minimálny polomer > 15 cm).

Chladiaci systém:

Každý mesiac skontrolujte vodivosť chladiacej kvapaliny (mala by byť <5μS/cm).

Filter vymeňte každý štvrťrok.

2. Prevádzkové špecifikácie

Bezpečnostný prah:

Je zakázané prevádzkovať na viac ako 110% menovitého výkonu.

Pred reštartovaním po náhlom výpadku prúdu počkajte 5 minút.

VII. Porovnanie s konkurenciou (nLIGHT vs IPG)

Indikátory nLIGHT alta® 12kW IPG YLS-12000

Elektrooptická účinnosť 42% 38%

Kvalita lúča M² 1,05 1,2

Náklady na údržbu Nízke (modulárny dizajn) Vysoké

Typická miera zlyhania <2%/rok 3-5%/rok

VIII. Zhrnutie

Laser nLIGHT dosahuje vysokú spoľahlivosť vďaka celovláknovému dizajnu + inteligentnej regulácii teploty. Zameranie údržby je:

Pravidelne monitorujte mieru útlmu modulu čerpadla.

Chladiaci systém prísne udržiavajte v čistote.

Štandardizujte prevádzku, aby ste zabránili mechanickému poškodeniu optického vlákna.

V prípade zlyhania základného komponentu (lasera) sa odporúča vyhľadať profesionálneho poskytovateľa servisných služieb, ktorý to vyrieši