В зависимости от типа излучателя, лазерный луч движется с высокой скоростью. В этом материале Формула Качества познакомит с  конструкцией лазерных маркираторов и детально объяснит принцип их работы по нанесению гравировки.

В этом материале Формула Качества познакомит с  конструкцией лазерных маркираторов и детально объяснит принцип их работы по нанесению гравировки.

• Иттербиевый (волоконный) — это современный лазерный излучатель, основанный на передаче излучения через оптическое волокно, что обеспечивает высочайшую скорость. Он отличается надежностью и длительным сроком службы (100 000 часов). Чаще всего используется для гравировки металлических и некоторых неметаллических материалов.
• СО2 (углекислотный) — у этого типа излучателя используется герметичная стеклянная лазерная трубка с мощностью 40-50 Вт и системой водяного охлаждения, хотя возможно установить более мощную трубку. Основная сфера применения — гравировка неметаллических материалов.
• Для создания цветной гравировки применяется MOPA (Master Oscillator Power Amplifier).

Как добиться цвета на металлической поверхности маркером?

Металл приобретает цвет при определенной температуре, это явление известно как цвет побежалости металла.

Чтобы получить цветное изображение на металле, маркиратор должен быть оснащен:

• Контроллером с поддержкой технологии MOPA;
• Сканатором, подходящим для MOPA;
• Лазерным излучателем, способным работать на частотах (Гц), необходимых для MOPA.

Технология MOPA главным образом применяется для нержавеющей стали, поскольку этот металл обладает самым широким спектром цветов побежалости, тогда как на других металлах он ограничен. По данной причине лазерная резка металла — это основной вид деятельности компании Формула Качества.

Важно отметить, что MOPA-маркеры стоят довольно дорого, однако их окупаемость и целесообразность использования для создания псевдоцветных изображений часто ставятся под сомнение.

По всему миру существует несколько сотен заводов, производящих волоконные маркираторы, но заводов по изготовлению излучателей можно пересчитать по пальцам.

Передовой завод IPG Photonics, основавший три завода в России, Германии и США, впервые разработал лазерные волоконные излучатели.

Завод Raycus в Китае, принадлежащий государству, также известен высоким качеством своих излучателей. Оба завода производят излучатели как с поддержкой MOPA, так и без нее. Третий ведущий производитель — китайский завод MAX Photonics — также предлагает излучатели с технологией MOPA и без неё.

Все три завода выпускают излучатели с разной мощностью: стандартные излучатели на 10, 20, 30 и 50 Вт всегда в наличии, мощность можно увеличить до 100 Вт по заказу.

Мощность излучателя подбирается под специфические задачи клиента: более мощные излучатели позволяют увеличить скорость маркировки или глубину гравировки за один проход луча. Также более мощные излучатели могут работать на более высоких частотах (Гц).

Частота влияет на оттенки маркировки: чем больше импульс излучателя, тем разнообразнее оттенки от серого к черному. Например, можно достичь матового или глянцевого эффекта при гравировке алюминия.

Как работает маркиратор?

Теперь рассмотрим принцип работы маркиратора. В их основе лежит излучатель. Для волоконных излучателей (иттербиевых) применяется воздушная система охлаждения, а в СО2-лазерах для неметаллов — водяная.

Оптическая система обоих типов излучателей в маркираторах одинакова: сгенерированный лазерный луч проходит через так называемый комбайнер, установленный после излучателя в оптическом тракте.

Комбайнер состоит из алюминиевого корпуса (высокая теплоотдача), лазерной указки и светопрозрачной линзы ZnSe с напылением.

Лазерная указка испускает лазерный луч, который идет параллельно основному лучу из излучателя, что имитирует работу мощного лазерного пучка.

Линза, установленная в комбайнере, имеет высокую проницаемость для лазерного луча (1064 нм), однако отражает красный луч (632 нм), повторяя путь мощного пучка (см. рисунок комбайнера).

Далее луч проходит в сканатор, где два зеркала вращаются в разных плоскостях, формируя изображение или текст на материале.

В сканаторе устанавливается F-Theta линза, которая формирует рабочее поле маркиратора. Линза изготовлена из кварцевого стекла высокой частоты.

Управление лазерным маркиратором осуществляется через контроллер, посредством которого передается задание.