Dans une machine de marquage laser à fibre , la lentille de fibre est un élément essentiel. Elle permet de visualiser clairement l'extrémité de la fibre optique afin de réaliser un marquage précis. Il n'est pas nécessaire d'être un expert en lentilles de fibre. Toutefois, plusieurs questions méritent réflexion avant de faire votre choix.
Structure de la machine de marquage des fibres
La machine de marquage laser à fibre est principalement composée d'un laser, d'une lentille galvanométrique et d'une carte de marquage. Le laser à fibre utilisé offre une excellente qualité de faisceau, avec une longueur d'onde d'émission centrale de 1064 nm et une durée de vie d'environ 100 000 heures. Comparée à d'autres types de machines de marquage laser, la machine Monport présente une durée de vie supérieure et un rendement de conversion électro-optique plus de 28 %. À titre de comparaison, le rendement des autres machines de marquage laser se situe entre 2 % et 10 %. Elle offre ainsi des avantages considérables en matière d'économie d'énergie et de protection de l'environnement.
Laser
Il s'agit de l'élément central de la machine de marquage laser. Selon les modèles, elle intègre généralement différents types de lasers : à fibre optique, ultraviolet, CO2, YAG, semi-conducteur, etc. Son mode de fonctionnement est optimal et sa durée de vie est longue.
Alimentation laser
L'alimentation laser de la machine de marquage laser est un dispositif qui fournit l'énergie au laser et sa tension d'entrée est de 220 V CA. Elle est installée dans le boîtier de commande de la machine de marquage.
système de balayage du miroir de champ du galvanomètre
Le système de balayage galvanométrique est composé d'un scanner optique et d'une servocommande. La lentille vibrante comprend un stator, un rotor et un capteur de détection. L'ensemble du système est conçu et fabriqué selon des technologies, des matériaux, des procédés et des principes de fonctionnement novateurs.
Le scanner optique utilise un servomoteur fonctionnant en mode de déviation magnétique dynamique. Il est composé d'un système de balayage selon l'axe X et d'un système de balayage selon l'axe Y. Une lentille de réflexion laser est fixée sur chaque axe du servomoteur. Chaque servomoteur est piloté par un signal numérique envoyé par ordinateur.
système de contrôle informatique
Le système de commande informatique centralise le fonctionnement de la machine de marquage laser et héberge le logiciel. Le marquage de la pièce est réalisé grâce à la commande coordonnée du système de modulation acousto-optique et du système de balayage galvanométrique.
Système de mise au point
Le système de focalisation a pour fonction de concentrer les faisceaux laser parallèles en un seul point. La lentille de balayage F-thêta, également appelée lentille de champ, lentille d'objectif, etc., assure principalement la focalisation dans les machines de marquage laser, les machines de codage laser, les machines de gravure laser et autres équipements similaires.
Les lentilles à focale variable (f-thêta) présentent des focales différentes, ce qui influe sur la précision et la portée du marquage. La machine de marquage laser à fibre Monport utilise un système de focalisation haute performance. La focale standard de la lentille est de f = 160 mm, offrant une portée de balayage efficace de 110 mm. Les utilisateurs peuvent choisir la lentille la mieux adaptée à leurs besoins.
Logiciel de contrôle de marquage
Le logiciel de la machine de gravure laser est utilisé pour contrôler les paramètres de marquage, contrôler l'interface de l'application de débogage et exécuter toutes les actions de marquage.
Cela signifie que vous devez bien vérifier le modèle de machine que vous allez choisir, car certains modèles ont des distances focales et des zones de gravure très étroites, ce qui ne vous permet pas de graver des produits de grande taille et vous empêche d'utiliser différentes applications.
Peut-on utiliser une lentille à fibre optique de taille différente ?
Monport propose trois lentilles à fibre de tailles différentes pour les graveurs laser.
- Lentille à fibre de remplacement 150 mm x 150 mm
- Lentille à fibre de remplacement 200 mm x 200 mm
- Lentille à fibre de remplacement 300 mm x 300 mm
La distance focale est un paramètre essentiel lors du choix d'un laser à fibre. Elle dépend de deux facteurs : la puissance de l'alimentation et la surface active de la lentille. Leur combinaison optimale est indispensable pour obtenir une gravure précise et en profondeur.
Par exemple, une alimentation laser à fibre de 50 W est généralement utilisée avec une lentille de 300 mm x 300 mm . Cette machine permet un marquage de 200 mm x 200 mm de profondeur et offre une zone de travail optimale. Cependant, elle peut également utiliser une lentille de 500 mm x 500 mm . Que se passe-t-il lorsqu'on utilise une lentille de 500 mm et une alimentation de 50 W ?
La réponse est que l'intensité de gravure dans la zone de travail est bien plus faible et la profondeur bien moindre, ce qui entraîne une perte de puissance de la machine et une dissipation du laser. De même, lors du choix d'une machine à graver, il convient de tenir compte de la puissance et de la lentille. Si vous recherchez un laser de faible puissance avec une grande zone de gravure, assurez-vous que l'effet de gravure soit très faible et superficiel.
Avant d'acheter une machine de gravure laser, il est essentiel de déterminer la zone de gravure souhaitée afin de choisir la source d'alimentation adaptée. La tête laser à fibre optique fonctionne comme une loupe : plus l'objet est proche, plus le point focal du faisceau est diffus. À l'inverse, si l'objet est éloigné, la lumière est diffusée et la gravure est moins nette et précise.
Le choix de la lentille dépend de la longueur d'onde du laser et de la zone de marquage. Plus la zone de marquage est grande, plus la distance focale est longue, plus le point focal est large et plus la distorsion est importante. Le point laser est alors moins précis, ce qui diminue la puissance et la densité d'énergie.
Que peuvent vous apporter les lentilles à fibre optique ?
Ces dernières années, le marquage laser est devenu l'un des principaux domaines d'application du traitement laser. Ses caractéristiques – vitesse de marquage élevée, écriture nette, forte capacité anti-contrefaçon et faible pollution – ont suscité un vif intérêt dans l'industrie. Le marquage s'effectue à proximité du plan focal de l'objectif, appelé lentille F-θ.
Dans le système de marquage, le faisceau laser traverse le système de lentilles F-θ et subit une déviation hors axe. Une image anormale, ou distorsion, apparaît alors sur la surface à marquer par rapport au plan idéal. En résumé, le faisceau laser est irradié par les lentilles F-θ, puis diffusé pour former une zone de marquage relativement fixe, avec une distance focale définie. Par exemple, notre zone de marquage laser standard est de 100 mm x 100 mm. Pour marquer une surface plus étendue, il est nécessaire de remplacer la lentille F-θ par un modèle à champ de vision plus large.
Comment choisir l'objectif adapté à vos besoins ?
Lors de la conception d'une lentille, les principaux paramètres techniques à prendre en compte sont la longueur d'onde de fonctionnement du laser, la pupille incidente, la plage de balayage et le diamètre du point focalisé.
Longueur d'onde de fonctionnement : elle dépend principalement de la longueur d'onde du laser. La lentille est traitée pour une longueur d'onde laser spécifique. Si elle n'est pas utilisée dans la plage de longueurs d'onde indiquée, elle sera endommagée par le laser. En conditions normales, la longueur d'onde de fonctionnement du laser à fibre est de 1064 nm.
Pupille d'entrée : si une seule lentille est utilisée, le réflecteur est placé au niveau de la pupille d'entrée, et le diamètre du faisceau maximal disponible est égal au diamètre de la pupille d'entrée.
Plage de balayage (plage de marquage) : plus la plage de balayage du miroir de champ est grande, plus il est apprécié des utilisateurs. Cependant, une plage de balayage accrue entraîne une augmentation de la distance de mise au point et, par conséquent, de la distorsion. De plus, pour augmenter la plage de balayage, il faut allonger la distance focale de la lentille f-θ et la distance de travail. Une distance de travail importante engendre inévitablement une perte d'énergie laser.
Diamètre du point focal : pour un système de balayage avec un diamètre de faisceau laser incident D, une distance focale de la lentille de champ fa et un facteur de qualité de faisceau Q, le diamètre du point focal est d = 13,5qf/d (mm). Un extenseur de faisceau peut donc être utilisé pour obtenir un point focal plus petit.
Conclusion
Il existe de nombreux types de lentilles à fibre optique, qui peuvent avoir un impact considérable sur la production de vos designs. Elles augmentent votre vitesse de fabrication et, bien choisies, peuvent améliorer la qualité de vos marquages. Si vous souhaitez vous initier aux lentilles à fibre optique ou remplacer une lentille ancienne et endommagée, n'oubliez pas de prendre en compte ces suggestions.
