Klíčové parametry při výběru čisticího laseru

Jak funguje čisticí laser?

Naše lasery emitují desetitisíce světelných pulzů za sekundu, ty se pak absorbují a odstraňují nečistoty ze specifických oblastí, mezi zmíněné nečistoty patří rez, nátěry, separátory, oxidace, silikony, různé kontaminanty a další. Pro čisticí laser obvykle není třeba žádný druhotný čisticí proces, jelikož laser produkuje jen velmi malé množství odpadu (kouř, částice kontaminantu).
Řada našich laserových systémů začíná u nejmenších ručních variant o výkonu několika desítek wattů až po robotické integrace s průměrnými výkony v řádu několika kilowattů. Každé laserové řešení účinně odstraňuje nečistoty, ale liší se výkonem, rychlostí a velikostí čištěné plochy. Díky nastavitelným parametrům lze upravit rychlost a kvalitu čištění tak, abychom byli schopni vyčistit větší plochu a dosáhnout vyšší rychlosti, s jakou lze kontaminanty odstranit.

Princip laserového čištění

Z laserové procesní hlavy vystupují jednotlivé laserové pulzy ve svazcích s kruhovým nebo čtvercovým profilem. Těchto svazků dokáže pulzní vláknový čisticí systém generovat od 5 000 do 200 000 za sekundu. Svazek dopadá na čištěný povrch ve fokusační vzdálenosti ve formě bodů o velikosti řádově desetin milimetru až 2 mm (tento parametr je nastavitelný přímo na laseru). Rovnoměrnou distribuci této koncentrované energie na čištěném povrchu zajišťuje u našich systémů buď jedno, nebo dvě zrcadla integrovaná v procesní hlavě.

Rozmítání svazku laseru

Dopadající svazek ma tvar velmi malého kruhového bodu nebo čtverce, který systémem rozmítáme rychlostí obvykle kolem 5 – 10m/s (u speciálních aplikací laseru i rychleji než 20m/s) do tvaru čáry nebo různých obrazců tak, aby byl čisticí laser co možná nejefektivnější.

Pulzní nebo kontinuální laser, jaký je rozdíl?

Pro většinu aplikací čisticích laserů jsou pulzní lasery vhodnější technologií nežli kontinuální. Výjimkou jsou pak aplikace kde nevadí lehké poškození materiálu, nebo je cílem odstraňování tlustých vrstev barev, obecně však nachází CW lasery největší využití u aplikací laserového řezání. Jaký je mezi nimi rozdíl?

Pulzní lasery vysílají záblesky světla v časovém odstupu.
– Mezi pulzy laser nevydává žádné záření.
– Perioda je doba od začátku jednoho impulzu do následujícího.
– Doba trvání pulzu (šířka pulzu) je doba měřená v průběhu pulzu, často v jeho plné šířce a polovině maxima (FWHM).

Kontinuální lasery (CW) poskytují stálé vyzařování.
– Špičkový, minimální a průměrný výkon jsou přibližně stejné.
– Výrazně větší zahřívání čištěného materiálu, které může způsobit jeho poškození.
– Perioda a šířka impulzu se neuplatňují, pokud není světlo modulováno.

Co je to špičkový výkon laseru a jakou roli při čištění hraje opakovací frekvence laseru?

Špičkovým výkonem se myslí (na rozdíl od průměrného či středního výkonu) výkon v rámci jednoho pulzu, nebo chcete-li střední výkon jednoho pulzu. Součin časové délky pulzu a špičkového výkonu dostaneme energii pulzu.

Opakovací frekvence je pak veličina, která udává počet opakování periodického děje za daný časový úsek – u laseru to znamená počet opakování pulzů za 1 sekundu. Naše systémy mají frekvenci nastavitelnou od 5 do 200kHz, tedy 5000 až 200000 pulzů za sekundu. Frekvenci lze pro jednodušší pochopení přirovnat k motoru vozidla. Pro optimální funkci motoru bez jeho poškození jej udržujete vždy při určitých vhodných otáčkách. Pro nejúčinnější čisticí efekt bez poškození čištěného materiálu je rovněž nutné použít správnou opakovací frekvenci.

Znamená tedy vyšší výkon systému možnost rozmítat paprsek v širší čáru/větší obrazce?

Odpověď je v tomto případě komplikovaná, čistě z technického hlediska můžeme všechny výkony rozmítat do stejných proporcí, nicméně je třeba brát v potaz, že každý laserový systém má jinou energii a v závislosti na zvolené čočce i jinou plošnou hustotu energie. Zvětšováním plochy rozmítaného svazku snižujeme efektivitu laseru a může se stát, že budeme potřebovat například dva a více průjezdů laseru pro dokonalé vyčištění.

Profil svazku laseru – Gauss nebo Top-hat?

Většina našich čisticích laserových systémů (ROD 500, 1000 a 2000) disponuje TOP-HAT profilem svazku, ten se vyznačuje homogenním rozložením energie, pro systémy s nižším průměrným výkonem se nicméně hodí spíše Gaussovský profil svazku díky prostorově normálovému rozložení energie, laser tak může kompenzovat nižší výkon větší hustotou energie a odstranit i náročnější kontaminaci materiálu.