Sửa chữa laser CO₂ khí công nghiệp Synrad

Synrad (hiện là một phần của Novanta Group) là nhà sản xuất laser CO₂ hàng đầu thế giới, tập trung vào laser khí công suất nhỏ và vừa (10W-500W), được sử dụng rộng rãi trong đánh dấu laser, khắc, cắt và thiết bị y tế. Sản phẩm của công ty được biết đến với độ ổn định cao, tuổi thọ cao và chi phí bảo trì thấp.

2. Chức năng cốt lõi của laser Synrad

1. Các lĩnh vực ứng dụng chính

Ngành công nghiệp Ứng dụng tiêu biểu Các mô hình được đề xuất

Đánh dấu/khắc công nghiệp Đánh dấu nhựa, gỗ, thủy tinh Dòng Firestar (30W-100W)

Cắt chính xác Tấm kim loại mỏng, cắt acrylic Dòng kim cương (150W-300W)

Thiết bị y tế Phẫu thuật bằng laser, thiết bị làm đẹp Dòng sản phẩm y tế (10W-50W)

Đóng gói và in ấn Mã hóa hộp/phim, in dữ liệu biến đổi Dòng sản phẩm PowerLine (60W-200W)

2. Ưu điểm kỹ thuật

Bước sóng: 10,6μm (hồng ngoại xa), thích hợp để xử lý vật liệu phi kim loại.

Tần số điều chế: lên đến 50kHz (dòng Firestar ti), hỗ trợ đánh dấu tốc độ cao.

Tuổi thọ: thường >50.000 giờ (trong điều kiện bảo trì bình thường).

III. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của laser Synrad

1. Các thành phần cốt lõi

Thành phần Chức năng Tính năng chính

Ống khí laser CO₂/N₂/He hỗn hợp khí kích thích laser Thiết kế kín, không cần bảo trì

Nguồn điện RF 40-120MHz xả khí kích thích tần số cao Làm mát bằng nước/làm mát bằng không khí tùy chọn

Khoang cộng hưởng quang học Thấu kính toàn kim loại, lớp phản quang mạ vàng Chịu nhiệt độ cao, chống ô nhiễm

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ TEC hoặc làm mát bằng nước để duy trì độ ổn định ±0,5℃ Ngăn ngừa trôi điện

Giao diện điều khiển Tín hiệu tương tự/kỹ thuật số (RS-232, USB) Tương thích với PLC chính thống và phần mềm đánh dấu

2. Nguyên lý hoạt động

Phóng điện khí: Năng lượng RF ion hóa khí CO₂, dẫn đến sự đảo ngược số lượng hạt.

Khuếch đại ánh sáng: Các photon dao động và khuếch đại giữa gương phản xạ toàn phần (gương sau) và gương phản xạ một phần (gương ra).

Kiểm soát đầu ra: Đầu ra xung/liên tục đạt được bằng cách điều chế nguồn điện RF.

4. Các lỗi thường gặp và thông báo lỗi

1. Mã lỗi điển hình và cách xử lý

Mã lỗi Ý nghĩa Nguyên nhân có thể Giải pháp

E01 Lỗi nguồn RF Mô-đun nguồn bị hỏng/quá nhiệt Kiểm tra tản nhiệt và thay thế nguồn điện

E05 Công suất laser thấp Lão hóa khí/nhiễm bẩn ống kính Vệ sinh ống kính và kiểm tra áp suất khí

E10 Nhiệt độ nước quá cao Hệ thống làm mát bị chặn/hỏng bơm nước Làm sạch mạch nước và thay thế bơm nước

E15 Bộ kích hoạt khóa liên động (cửa an toàn mở) Mạch an toàn bên ngoài bị ngắt kết nối Kiểm tra công tắc cửa và hệ thống dây điện

2. Các vấn đề phổ biến khác

Đầu ra laser không ổn định:

Nguyên nhân: Lỗi kiểm soát nhiệt độ hoặc công suất RF không ổn định.

Xử lý: Sử dụng máy hiện sóng để phát hiện tín hiệu RF và hiệu chỉnh các thông số PID điều khiển nhiệt độ.

5. Phương pháp bảo trì

1. Bảo trì hàng ngày

Hệ thống quang học:

Kiểm tra gương/phản xạ đầu ra mỗi tuần và lau bằng chất tẩy rửa ống kính chuyên dụng.

Tránh tiếp xúc trực tiếp bằng tay với bề mặt quang học.

Hệ thống làm mát:

Kiểm tra chất làm mát hàng tháng (độ dẫn điện của nước khử ion <5μS/cm).

Vệ sinh bộ lọc sau mỗi quý (đối với mẫu làm mát bằng nước).

Giám sát khí:

Ghi lại áp suất khí của ống laser (phạm vi bình thường là 50-100Torr) và liên hệ với nhà sản xuất nếu có bất thường.

2. Kế hoạch bảo trì phòng ngừa

Các hạng mục bảo trì chu kỳ Công cụ/vật liệu

Vệ sinh ống kính quang học hàng tuần Tăm bông không bụi, cồn khan

Hàng tháng Kiểm tra tình trạng hoạt động của quạt/bơm nước Đồng hồ vạn năng, lưu lượng kế

Mỗi sáu tháng Hiệu chỉnh công suất đầu ra RF Đồng hồ đo công suất, máy hiện sóng

Hàng năm quay trở lại nhà máy để kiểm tra độ tinh khiết của khí và niêm phong thiết bị kiểm tra chuyên nghiệp Synrad

3. Các biện pháp phòng ngừa khi mất điện dài hạn

Chạy tia laser trong 30 phút trước khi tắt nguồn để loại bỏ độ ẩm bên trong.

Môi trường bảo quản: nhiệt độ 10-30℃, độ ẩm <60%, tránh bụi.

VI. So sánh với các đối thủ cạnh tranh (laser Synrad so với Coherent CO₂)

Chỉ số Synrad Firestar f100 Coherent Diamond E-100

Độ ổn định công suất ±2% ±1,5%

Tốc độ điều chế 50kHz 100kHz

Chi phí bảo trì Thấp (không có vật tư tiêu hao) Cao (cần thay gas thường xuyên)

Tuổi thọ trung bình 50.000 giờ 30.000 giờ

VII. Tóm tắt

Laser Synrad làm giảm đáng kể khó khăn trong việc bảo trì của người dùng nhờ thiết kế ống khí kín và nguồn điện RF dạng mô-đun. Các điểm bảo trì chính bao gồm:

Thường xuyên vệ sinh thấu kính quang học (để tránh suy giảm công suất).

Theo dõi chặt chẽ hệ thống làm mát (để tránh quá nhiệt và làm hỏng nguồn điện RF).

Chuẩn hóa thao tác (tránh bật tắt nguồn liên tục gây ảnh hưởng đến ống dẫn khí).

Đối với các lỗi phức tạp (như rò rỉ khí hoặc hỏng mạch RF), bạn nên liên hệ với nhà cung cấp dịch vụ kỹ thuật chuyên nghiệp để xử lý