Stap 4: Laser Optics
Converteren naar millimeters, thats 1550 watt/mm2. (met behulp van vergelijking: 1 in2 = 645 mm2)
Een laser 100 watt kan bereiken een vermogensdichtheid van 1550 watt/mm2 in een plek grootte die 0.6452 mm2
Een plek grootte die 0.6452mm2 heeft een diameter van .28mm of 280 micron (met behulp van oppervlakte = pi * (d/2)2)
280 micron! Als ik 100 watt aan een vlek van 280 micron leveren kan, moeten mij zitten kundig voor snijden van metaal. Dat is te gemakkelijk.
Waarom? Nou, hoe groot een diameter kan ik verwachten van mijn optiek? De informatie op mijn bundel diameter varieert. Ik heb gelezen dat het gaat overal van 1,6 tot 2,3 mm.
Bij 1.6 mm, als ik heb een 3 x straal expander krijg ik 4.8 mm, die 103 micron zullen met een brandpuntsafstand van 1,5 inch
(vergelijking: diameter =.013 * M2 * (fl/D) waar M2 is gelijk aan 1, en D heeft een diameter van inkomende lichtbundel. Zie deze site.
Als ik in een M2 van 1.5 vervangen, krijg ik nog steeds een diameter van 150 micron. Dus volgens berekeningen die ik zou moeten kunnen leveren is een vermogensdichtheid nodig 106 watt per vierkante inch.
Opmerking: Ik zou graag horen van iemand die kan worden geverifieerd dat 106 watt per inch is de vermogensdichtheid van de ibehoefte.
Opmerking: de reden waarom die ik de Microscoop kocht moest kunnen meten in micron--hopelijk mij annuleerteken toepassing op om te controleren dat mijn bundel diameter
Romos gaf me sommige uitstekende feedback op mijn post over de maten van de lichtbundel. Hij wijst erop dat de verwachte lichtbundel grootte uit deze tabel kan worden genomen voor de G100:
Afstand vanaf Laser (mm) vs Beam Diameter (mm)
0 mm afstand = diameter van de lichtbundel 1.9 mm
250 mm afstand = diameter van de lichtbundel 2.9 mm
500 mm afstand = de diameter van de lichtbundel van de 4,7 mm
750 mm afstand = de diameter van de lichtbundel van de 6,7 mm
1000 mm afstand = de diameter van de lichtbundel van de 8,7 mm
1500 mm afstand = diameter van de lichtbundel 12.9 mm
2000 mm afstand = diameter van de lichtbundel 17.2 mm
In zijn geval is de brandpuntsafstand lens van de laser-dinstace 500 mm. Dus, zonder enige bundel expander ik heb... (neem aan dat M2 = 1,5)
diameter =.013 * 1.5 * (38,1/4.7) = 0.158mm
De afstand naar mijn bundel expander is 33cm, dus met behulp van de grafiek de grootte van de bundel zal ongeveer 3,5 mm wanneer het gaat in de expander. De lichtbundel expander is 3 keer de oorspronkelijke grootte, zodat de straal naar 10,5 mm zal gaan.
Op basis van de vergelijking:
diameter =.013 * 1.5 * (38.1/10.5) = 0.071mm
Dit is een geweldige plek grootte. Het probleem zal zijn mijn scherptediepte. Dit is gebaseerd op de formules weergegeven op deze site:
http://www.Parallax-tech.com/FAQ.htm
Scherptediepte is de afstand die een object voor de lens kan worden geplaatst en nog steeds krijgen gesneden. De Formula voor de diepte van het veld is
DOF = 2,5 x golflengte x (focal_length / beam_diameter)2
voor de G100 laser die het berekent:
DOF = 0.027 * (focal_length / beam_diameter)2
De optiek van de laser
Het uitvoeringssysteem bundel bestaat uit een bocht spiegel, een hoofd van de verwerking, een gesneden kwaliteit versterker en circulaire polarisator en een lichtbundel expander. Om de cut kwaliteit enhancer hechten aan de G-100 twee adapters waren gefreesd uit aluminium (1, 2). De gesneden kwaliteit enhancer verbetert de vorm van de lichtbundel van de G-100 en de circulaire polarisator verhindert dat het licht weerspiegelt terug in de laser-hoofd. Beide delen, is afkomstig van Laser mechanismen. De snijkop werd vervaardigd door Haas LTI.
De hoofdsom van de snijkop is dat de lichtbundel invoert van de bovenkant van het hoofd en is gericht op een focus lens die is gevonden in het midden van de hoofd holte van snijden. Een gerichte lichtbundel verlaat via de onderkant van de hoofd sproeier van snijden. Gas, zoals zuurstof, wordt ingevoerd in de kant van de kamer onder de focus lens. Dit gas verlaat de verstuiver samen met de bundel en de laser beam/zuurstof combinatie dient om het verdampen van het staal voor het snijden.
De optiek van de laser
Het uitvoeringssysteem bundel bestaat uit een bocht spiegel, een hoofd van de verwerking, een gesneden kwaliteit versterker en circulaire polarisator en een lichtbundel expander. Om de cut kwaliteit enhancer hechten aan de G-100 twee adapters waren gefreesd uit aluminium. De gesneden kwaliteit enhancer verbetert de vorm van de lichtbundel van de G-100 en de circulaire polarisator verhindert dat het licht weerspiegelt terug in de laser-hoofd. Beide delen, is afkomstig van Laser mechanismen. De snijkop werd geproduceerd door Haas LTI.
De hoofdsom van de snijkop is dat de lichtbundel invoert van de bovenkant van het hoofd en is gericht op een focus lens die is gevonden in het midden van de hoofd holte van snijden. Een gerichte lichtbundel verlaat via de onderkant van de hoofd sproeier van snijden. Gas, zoals zuurstof, wordt ingevoerd in de kant van de kamer onder de focus lens. Dit gas verlaat de verstuiver samen met de bundel en de laser beam/zuurstof combinatie dient om het verdampen van het staal voor het snijden.
Uitlijning
Oorspronkelijk dacht ik dat dit was gonna be voodoo engineering, omdat je niet kunt van de straal van de laser zien. Het blijkt dat het niet zo moeilijk. Eerst een systeem opzetten om cirkels of randen van het pad van uw bundel met dradenkruis in het centrum van scotch tape te markeren.
De plaats je doelen op de weg van de lichtbundel. Als het item dat de tape wordt kan worden schroefdraad in plaats maakt het het gemakkelijk te monteren van het doel.
Met behulp van dit systeem, ik begon met een doel op de gesneden kwaliteit enhancer, en werkte daarna voor de elleboog die de bundel naar de vloer verwijst. De elleboog heeft allen hoofd schroeven waarmee u microadjust de spiegels in de balk. Dit duurde een tijdje om erachter te komen het effect van het wijzigen van deze schroeven en waar de lichtbundel landt, dus voor een tijdje ik zou nemen aan foto's op één vel papier, en bekijken de waar de lichtbundel verplaatst nadat u een wijziging hebt aangebracht. Nadat ik dit onder de knie kreeg, ging ik terug naar het systeem van de doelgerichtheid aan te passen van de lichtbundel zo goed als ik kon worden op het center.
De snijkop heeft een spuitmond op het met een poort die is ongeveer de helft van een millimeter in diameter. Als de lichtbundel niet precies op het center is, krijgt het doorgevoerd van de kant als het komt uit het mondstuk en vormt een karakteristiek patroon die als dit kijkt.
Een andere uitlijning methode die ik gebruikt voor het genezen van dit probleem was om de verstuiver te verwijderen en een korte puls schitteren op thermisch gevoelige papier. Het gaat om zorgvuldig de lichtbundel zodanig aanpassen dat het produceert dezelfde plek vorm met en zonder het mondstuk om ervoor te zorgen dat het gaat rechtstreeks via de poort van de snijkop. Een vriend heeft ook aanbevolen dat acryl werkt als een alternatief voor het thermisch papier.
In hoogte verstelbaar.
Hier is een mooi beeld van laser lichtbundel hoogteverstelling. Het probleem is dat de lichtbundel een taille vormt en de meeste kracht van de laser bij de minimale taille-diameter optreedt. De sweet spot van de lichtbundel taille kunnen worden geplaatst in het pad van de lichtbundel door het aanpassen van de hoogte van de verstuiver snijden.
Om te zoeken naar de beste hoogte voor een minimale lichtbundel doorsnede van, ik gebruikte het thermisch gevoelige papier en keek naar de diameter van de lichtbundel als functie van de hoogte. De markeringen op de kaart zijn gebaseerd op 100ths van een inch zijn relatief; ze komen niet overeen met de werkelijke afstand van de focus lens op het papier. Wat je kunt zien uit dit experiment is dat de lichtbundel grootte kleiner tot een afstand van 650ths van een duim en dan begint te in omvang toenemen.
Ik zou niet zeggen thats een goede methode om te bepalen van de diameter van de lichtbundel. Ik weet niet dat als er een manier om te bepalen wat de grootte van de lichtbundel is, echter, was het nog steeds interessant om te kijken naar de plek onder de Microscoop 100 x.
Dit is een foto van mijn kleinste mogelijke plek op de thermisch papier. De Microscoop was gericht op het roestvast staal onder het papier. Hier ziet u verbrande randen rond het gat. De brandwonden zijn niet een gevolg van reflectie zoals hier, ten minste ze niet als dit herhaaldelijk plaatsvinden. Het lijkt meer op de resultaten van een opstoot van de serie coming off van de lichtbundel.
Dit is de onderkant van de 1/8 inch dik multiplex die werd gesneden op 10% machtsniveaus op de laser. De kerf breedte is ongeveer 200 micron ook.
