Одним из важнейших компонентов станка для лазерной резки металла является режущая головка. Благодаря именно этому компоненту станка обеспечиваются те параметры резания, которые делают лазерный станок недосягаемым для конкурентов – механических, гидроабразивных и плазменных резаков. В публикуемом ниже материале содержатся более подробные сведения об устройстве лазерной режущей головки.
Наш обзор мы начнём с того, что определимся – лазерная головка сама по себе не является источником лазера, она его не генерирует, а лишь формирует из лазерного светового потока узконаправленное (когерентное) излучение. В базовый набор элементов режущей лазерной головки входят следующие:
- коллиматор;
- охладитель коллиматора;
- линза фокусировки;
- защитное стекло.
Входная часть головки оснащается специальным коннектором для приёма оптического излучения. На выходе головки расположено сопло, через которое режущий луч выходит наружу и падает на разрезаемый металл.
Коллиматор и охладитель
Функция коллиматора состоит в формировании из разрозненных световых пучков параллельных фотонных потоков. Основа коллиматора – линза, одна сторона которой выполнена плоской. На эту плоскость падают под разными углами беспорядочный световые пучки, а линзу покидают уже строго выстроенный в параллели фотонные потоки. Таким образом, коллиматор формирует одну из главных характеристик лазера – высокую направленность.
Для того чтобы параллельные фотонные потоки двигались строго по центру головки, в её состав входит особый центрирующий модуль, который регулирует положение коллиматора. Его использование позволяет обеспечить правильное расположение световых потоков с тем, чтобы следующая за коллиматором фокусирующая оптика более эффективно исполняла свою задачу.
Поскольку мощность светового потока значительна, коллиматор нагревается до очень высокой температуры и потому нуждается в эффективном охлаждении. Большинство стандартных моделей лазерных станков оснащается водяными охладителями коллиматора, но в моделях повышенной мощности применяется газо-жидкостное охлаждение.
Линза фокусировки
Фокусирующая линза предназначается для формирования из параллельно расположенных фотонных потоков узкого луча – собственно, лазера, который в дальнейшем и режет металл. Этот элемент изготавливается из специального стекла повышенной прозрачности, что снижает потери световой энергии.
На простейших схемах лазерной головки линза, как правило, указывается в единственном числе – для простоты понимания принципа. На самом деле, большинство моделей станков оснащается целой оптической системой. Увеличение количества линз даёт возможность формировать более узкий луч, что чрезвычайно положительно сказывается на качестве металлообработки и, в частности, на ширине реза. Особо тонкие работы выполняются на станках, оснащённых именно многолинзовыми режущими головками.
Защитное стекло
Защитное стекло в полном соответствии со своим названием исполняет функцию защиты внутренних компонентов головки. Это стеклянный барьер, установленный непосредственно перед соплом и предохраняющий внутреннее пространство головки от проникновения пыли и газов, образующихся в процессе резания.
Как и фокусирующая линза, так и защитное стекло изготавливается из материала повышенной прозрачности. Это необходимо в целях противодействия падению мощности лазера при прохождении света через стекло.