Фокусные линзы для лазерного станка

Основная задача линзы - собирать и уплотнять лазерный луч, направляя его на поверхность материала. Чем меньше будет паразитного излучения, то есть любого излучения вне центральной точки фокуса, тем больше будет скорость резки и качество гравировки. В идеале вся энергия лазера должна быть сфокусирована в одной маленькой точке и никак не рассеивается, но это идеальные условия и естественно, что какая-то часть излучения будет рассеиваться всегда.

Что такое фокусирующая линза?

Это небольшая, круглая, цилиндрическая шайба желтого или черного цвета. Диаметр изделия, используемого в лазерных станках Co2, бывает: 12, 18, 20 или 25 мм, а толщина от полутора до трёх миллиметров.

Линза может быть как прозрачной, так и не прозрачной. Это зависит от материала из которого она выполнена. Наиболее распространены желтые линзы, которые, в свою очередь, могут обладать разными оттенками желтого цвета. Примененный материал в производстве: селенид цинка (ZnSe). Нсмотря на визуальное сходство, это не стекло, а искусственно выращенный материал из паров цинка и селенида. Черные линзы делаются из Арсенида Галия (GaaS). Основное отличие состоит в том, что они менее эффективны, но гораздо более прочные, впрочем, как раз из-за сниженного КПД, особого распространения они не получили.

Использовать обычную стеклянную оптическую линзу для фокусировки лазерного луча не имеет никакого смысла, так как с учётом длины волны лазерного луча, стекло не является прозрачным материалом. Как следствие, при попытке применения такой оптики, она просто нагреется и лопнет.

Какую форму линзы выбрать?

Форма оптическая линзы, правильность ее геометрии, а также качество материала определяют конечную производительность лазерного станка. Применяемые в настоящее время линзы на лазерных станках имеют формы:

Плоско-выпуклая
Менисковая (положительный мениск)

Самым лучшим выбором для лазерного станка будет менисковая линза. Она имеет лучшие параметры собираемости луча и плотность. Менисковость, то есть «вогнутость», «впуклость» будет составлять 0.4-1 мм в центре линзы.

Материал и производители

Материал для линзы производят в России, США, Китае. Производители, изготавливающие фокусные линзы наилучшего качества: II-VI и Ophir. Данный материал имеет двойное назначение. Так как данный материал пропускает ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, сферы его применения очень разнообразны: от обтекателей ракет (головок самонаведения), до известных всем нам оптических линз для лазерных станков.

Как чистить фокусную линзу?

Линза без должного ухода прослужит очень недолго и вскоре станет причиной низкой скорости резки. Оптика требует минимального ухода, но надо знать, как правильно это делать.

Порядок ухода

Мягкую не ворсистую палочку промочить в чистом спирте
От центра линзы круговыми движения по спирали без нажима смочить поверхность (дать время разъесть грязь)
Повторить несколько раз процедуру

Если у вас остаются разводы, то спирт содержит примеси. Надо найти чистый спирт без примесей.

Важно не давить и не тереть область загрязнения, ведь таким образом вы можете поцарапать линзу. Если у вас въевшееся загрязнение, то аккуратно вытащите линзу и положите ее в емкость со спиртом на 30-60 минут. Потом аккуратно почистите ватной палочкой.

https://youtu.be/24NKkWOIanA

Как подобрать линзу для лазера?

Оптический элемент подбирается исходя из решаемых задач. Если ваша задача это резка тонкого, ровного материала, то лучше брать линзу с фокусом 38 мм. Если материал толще 10 мм, то фокусное расстояние должно быть от 76 мм. Наиболее универсальная линза имеет фокус 50.8 мм.

Как часто надо менять?

Менять линзы надо не дожидаясь, когда они развалятся, так как, не заменяя ее своевременно вы снижаете КПД производства и тем самым увеличиваете производственные издержки из-за нестабильного качества и увеличенных расходов на электричество.

Линзы надо менять каждые 500 рабочих часов, то есть примерно 1 раз в 3 месяца. Заменяемая линза необязательно должна быть треснута и тп, она просто утрачивает свои физические свойства. Увидеть их на глаз и как-то измерить невозможно без специального оборудования. Выбрасывать линзы не стоит, лучшеее отложить на случай если у вас не будет подменной в случае полного разрушения текущей.

Для каких станков подходит?

Важными параметрами подбора фокусной линзы являются ее физические габариты, так как она помещается внутрь лазерной головки. Далее надо определиться с фокусным расстоянием и ее качеством. Цена не говорит о качестве, равно как и то, что там написали китайцы на упаковке. Важен поставщик, который гарантирует качество и параметры при которых вы достигнете нужной производительности, так как именно это является вашей конечной целью.

Производитель станка и его марка не имеют никакого значения для подбора линзы. Линзы универсальные и подходят для любых станков.

Фокусная линза для лазерного станка