Перейти к содержанию
  • Привет. Кажется, ты используешь AdBlock. Наш форум развивается и существует за счет доходов от рекламы. Добавь нас в исключения =) КАК ДОБАВИТЬ?
PavelK

Фокусное расстояние и линзы.

Рекомендуемые сообщения

Зачем вообще она нужна?

Её задача - фокусировать луч лазерной трубки, отражённый от зеркал, на поверхность материала. 

Что такое фокусное расстояние?

Фокусное расстояния линзы определяет диаметр пятна и глубину фокуса - расстояние, в пределах которого достигается максимальное качество резки и гравировки.

Если проще: глубина фокуса - максимальная толщина материала, при которой рез будет качественным (Замечали бочкообразность на срезе при резке толстых материалов?).

Чем меньше диаметр фокусируемого лазерного луча, тем меньше фокусное расстояние.

КЭП подсказывает, что фокусное расстояние зависит от линзы: от радиуса кривизны, преломления и толщины.

Обычно фокусное расстояние у линз сразу указывается продавцом (например f=50мм).

 

Фокусное расстояние.jpg

Пояснение:

  • D - диаметр лазерного луча
  • f - фокусное расстояние
  • d - диаметр фокусного пятна (ширина реза) .
  • 2z - оптимальная глубина фокуса (максимальная толщина материала, по другому - длина Рэлэя, вроде бы).

Короче, что бы был качественным рез,  фокусное расстояние должно быть равным высоте от середины материала до середины линзы.

Как узнать, какой будет глубина фокуса (максимальная толщина материала) ?

Расчёты в миллиметрах:

2z= 2.5 * W * (f/D)^2.  

На словах  - 2.5 умножить на длину волны, умножить на  фокусное расстояние, разделённое на диаметр лазерного пучка и частное возведём в квадрат.

W - длина волны лазера, в мм, примерно 0.01. Кто забыл, 1 микрон = 1 * 10-3 миллиметров.

D  - диаметр лазерного луча, обычно где-то 6 мм.

Получаем формулу:

2z =  0.027 * (f / 6) ^2

Для примера: 

Пусть у линзы фокусное расстояние 1.5 дюйма. Кто забыл, 1 дюйм = 25.4 мм, получаем фокусное расстояние f= 38.1 мм.

2z= 0.027 * ( 38.1 / 6) ^2;   2z=  0.027 * (6.35) ^2;     2z= 0.027 * 40,3225;   2z=1.088.

Тоесть  фанеру, толщиной 3 мм такой линзой резать не желательно. Прорезать то вы прорежете, только толщина реза будет слишком большой и потребуется больше мощности.

А вот шпон, толщиной 1 мм прорежется идеально тонко.

Вроде-бы так.  :ph34r:

Какой идеальный диаметр фокусного пятна (ширина реза) ?

Диаметр фокусного пятна, не сделать меньше, чем длина волны лазера  - законы физики.

Длина волны лазера 10 микрон, поэтому в идеале d  = 0.01 мм, но суровые российско-китайские отношения, а так же не идеальность линз, показывают, что если d= 0.1 мм это уже хорошо. 

Как узнать, каким будет диаметр фокусного пятна (ширина реза) 
 
d = 1.27 * f * W * (1 / D)

Например: (значения из примера выше)

d= 1.27 * 38.1 * 0.01 * 1/6;  d= 0.08

Короче, чем меньше фокусное расстояние, тем чётче получится гравировка но тем тоньше вы сможете прорезать материал и наоборот.

Отсюда и следует плясать при выборе линзы.

Кстати, слишком часто стал мелькать вопрос:

"трубка 100 Ватт, по формуле диаметр пятна должен быть например 0.05? почему в реале 0.5?"

На это влияет мода луча, а так же из-за мощности трубки плотность потока энергии луча в точке фокусировки слишком большая и прожигает так же всё вокруг себя (например если сделать импульс в фанеру и в лист акрила, диаметр пятна будет разный). 

 

Скачать:


Материалы линз и из чего лучше?

Вообще существует куча материалов, но основные следующие:

Арсенид Галия (GaAs)

64_std.jpg

Более долговечна, больше поглощение.

Селенид цинка (ZnSe)

105_std.jpg

Меньше поглощение, менее долговечна. 

У меня линза  ZnSe прожила 3 года при работе 10 часов 7 дней в неделю, потом на ней выгорело просветление и сама стала исцарапанной от ухода.

Так что берите лучше ZnSe.

А ещё они бывают с просветлением и без.

Просветление - покрытие, позволяет уменьшить отражение и пропускать больший световой поток.  Ссылка на Википедию.

Так что лучше, чтоб оно было. Обычно все линзы для CO2 идут с ним.

А еще два типа - плосковыпуклые (мы все используем) и менисковые (хер найдёшь).

У менисковых фокусное пятно практически идеально и почти совпадает с расчётным.

 

Как устанавливать линзу?

Хотя физика подсказывает, что без разницы, но на одной из сторон может быть нанесено просветленеи, а на другой нет.

Поэтому соответственно ставить просветлением вверх. Обычно просветление наносят на выпуклую сторону, поэтому рекомендую ставить выпуклой вверх (ну или на глаз определять где оно - увидите)

Могут быть неточности, исправления приветствуются.

 

18.11.2013. PavelK.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Если не знаешь какая линза у тебя то берём шпон или бумагу (шпон лучше) ложим под углом на рабочем столе чтоб один край был выше предпологаемого расстояния а другой ниже. рисуем линию и режим сверху вниз или наоборот. Потом не снимая шпон смотрим где получился самый тонкий рез. Замеряем расстояние, вырезаем для себя прямоугольник с этим расстоянием и каждый раз подставляем его и меряем. Не знаю на понятном ли языке написал. Снял бы видео но станки все продал. Новые только к Новому году будут.

отличный метод, кстати :)

сам так делал :) в итоге получается значение конкретно для своего станка.

А вместо прямоугольника - разово выставил линейку вертикальную, вдоль стола (ось Z). Под две линзы две линейки  :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

кто нибудь может поможете балбесу)))) выложите видео или картинки по настройке фокуса, у меня лазер лк - 4015 мощность 2,2 квт 127мм линза т.е. 5 дюймов, хоетлось бы всё увидеть, формулы конечно хорошо но это не то


расскажите подробнее про свои методы, пришлите видео или изображение

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Фокусное расстояние вы знаете, про то откуда и до куда оно должно быть написано. В чем проблема?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

В принципе всё понятно, я же писал, мне нужны именно видео файлы или изображения настройки, если такие имеются, мне нужно увидеть как это делается на практике и какие методы существуют, их же несколько, например на станках АМАДА порезают много линий и смотрят какая из них, меньше 0,5 мм это ибудет самое лучшее значение фокуса, плю стрелют по оргстеклу и смотрят самое маленькое и узкое углубление и ещё один способ, выстовляют железную пластну под 30 градусов и наносят гравировочную линию и смотрят самый узкий участок линии с небольшим усилением, вот об этом методе хотелось бы узнать подробне, а если вы поможете конкретно с моим станком то это вообще замечательно, напоминаю станок ЛК - 4015 мощность 2,2 квт, летающая оптика, стол 4 метра, линза 5 дюймов (127,5 мм), которая вставляется в тубус, который в свою очередь вставляется в режущую голову, голова снабжена регулировочной гайкой(регулирует фокус, на фотке всё показано, формулы это хорошо, но мне нужно именно визуально посмотреть, тогда проблема исчезнет


А так огромное спасибо за информацию, очень многое узнал


работаю кстати 5 лет на этом станке, просто интересно узнать о новых методах

post-557-0-66400600-1384794935_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

К сожалению, видео и картинок у меня нет, так как проблем с фокусом никогда не возникало.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

ясно, ну если кто может помочь с этим вопросом, буду рад, только пишите всё подробнее пожалуйста и лучше с изображениями, мне для работы нужно, будет как обучающее пособие для персонала, и кстати как часто вы меняете фокусирующие линзы, чем промываете, я кстати особо чистым ацетоном и такой вот интересный вопрос - признаки того что линза и уже садится (конечно же кроме ухудшения реза)?А и тут была недавно проблема, резал 6 мм и в конце примерно на расстоянии 3 метра резал деталь и при первом врезе и последующем резе конткра край детали начало жечь, остановил рез и запустил с тойже точки, рез продолжился в нормальном режиме, подскажите с чем это связано, у меня предположение, что просто не успевает прошиваться лист и резко начинает из за этого кромки детали, что ёщё может быть, может привода?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ребят, такая история. Была линза селенид цинка, поставил арсенид галия. (а может это просто стекло?) 3029cd4d9628.jpg

 

Получил вот такие пятна. 

 

df359943fb97.jpg

 

Пробовал разные фокусные расстояния. Не собирает чего то эта линза луч в пучек, или я может чего не так делаю...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Я вроде вижу на фото зеркало а не линзу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Это линза ZnSe

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А когда брал, какое фокусное расстояние заказывал?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Не заказывал я, китайцы вроде 40 мм прислали. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

фокусные расстояния: 38.1 мм (1,5 дюйма), 50.8 мм (2 дюйма), 63.5 мм (2,5 дюйма), 76.2 мм (3 дюйма), 101.6 мм (4 дюйма).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

у меня линза 18 мм в диаметре. 

Ланзу ставил и выпуклой вверх и впуклой вверх, разницы нет.

Такое чувство, что вообще не фокусирует луч в точку

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Пробуй выше или ниже на малой мощности

выше я писал как найти фокус. Во втором посте

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Ну как?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Спасибо, нашел. Стандартное сопло пришлось поменять. 

До этого похоже линза на 2 дюйма стояла. А эта на 1,5

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ну и молодец

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Объясните пожалуйста, зачем менять сопло? Не пойму принцип, зеркала отражают, а в конце собирающая линза 1 штука. Какая разница на каком она расстоянии от последнего зеркала? Ну то есть расстояние между зеркалами 1 и 2 и 3 меняется в процессе работы, пучок в нижнем правом положении каретки самый широкий должен быть, и все равно его линза собирает. Что там в сОпле для линзы на 100мм отличное от сопла на 38 мм?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Что там в сОпле для линзы на 100мм отличное от сопла на 38 мм?

Как ни странно, длина самого сопла. Если для длиннофокусной линзы короткое сопло подойдёт, то наоборот нет, так как фокус будет внутри сопла.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

  • Похожий контент

    • От Студия "Артконтинент"
      Заказал линзу диаметр 20 мм фокусное расстояние 50,8 мм. К моей трубе 50 вт не подошла, слишком большой фокус. Линза производство США. Продам за 1500 руб., отправлю в любой город.

    • От Max1muz
      Здравствуйте!
      Помогите пожалуйста допетрить, почему линза фокусирует луч внутри сопла.
      По идее должна быть линза с фокусным расстоянием 55мм, это написано даже на полоске-подгонялке шириной в полтора см. Но на этом расстоянии луч уже расфокусированный, выжигает полосы толщиной в миллиметр-полтора.
      Если же придвинуть материал вплотную к соплу, получается почти как надо - тонкий, чистый рез.
      У меня было два предположения - я неправильно провел юстировку (луч не сдвигается и бьет почти в центр третьего зеркала. мб надо точно в центр), из-за этого луч как-то рассеивается, или же в комплекте положили не ту линзу.
      Снял головку, проверил линзу обычным светом. Похоже ее фокусное расстояние действительно в районе 40 мм.
      Может я делаю что-то не так?



    • От WandereR
      Обновлю немножко тему.
      Что-то странно начал себя вести фокус, в итоге почистил все оптические элементы, заменил трубу с 30 на 40, сделал полную юстировку.... А вот с последнего наблюдается самое интересное:
      1 - зеркало - луч в центре.
      2 - зеркало - луч в центре
      3 - зеркало - луч в центре.
      Так практически на всем поле! Если и есть отклонения, то не превышают 1мм в дальнем углу. Далее 3-им зеркалом юстирую луч в центр линзы.
      Делаю это таким путем - убираю сопло с линзой, клею малярный скотч и добиваюсь попадания точно в центр! А вот дааааааальше.....
      Накручиваю обратно сопло с линзой и ..... ТАДААААМ! ХРЕН!!!! ЛУЧА НЕТ!!!!! Хотя он до этого падал четко в центр того места, где стоит линза! Получается бьет в край сопла! Но как-так-то?!?!?!?!? Било же в центр?
      Приходится крутить 3-е зеркало на голове, и добиваться чтоб луч выходил из центра сопла.
      Добиваюсь! Но при этом если снять сопло с линзой, удар совсем не в центр!
      ВОПРОС 1:
      Что это за хрень?? Кривая линза?? (Была в комплекте с головой, заказывал в реклабе. Вроде как 50,8мм. Арсенид галия.) сопло кривое?
      Так же заказывал отдельно еще одну линзу на 50,8(селенид цинка) там же, так от нее вообще не выходит луч никаким раком-боком (видимо короткофокус).
      ВОПРОС 2:
      Есть ли смысл чтоку расширить диаметр выходного отверстия сопла? (Рассверлить например), чтоб луч нормально проходил?
       
      P.S. На всякий случай.. Геометрию проверял. По уровню все ровно. Перекосов нет. все вроде норм. Труба тоже ровно стоит!
       
    • От Эндорфин
      Добрый день! Уважаемые жители форума.
      Сегодня настроил свой бу станок (САМ)  разжевали мне все как могли
      От чистого сердца выражаю огромную благодарность в помощи настройки станка двум Александрам
      Александр https://stankoforum.net/profile/342-alexander-1/
      Александр главный инженер компании реклаб
      Если не они и не их навыки я даже не знаю что было бы.
      А теперь суть темы 
      Представим у вас один станок
      На нем стоит новая труба полуубитые зеркала и нормальная линза
      Но вы хотите выжать из него максимум скорости (реза) не убивая трубу то есть в пределах 21 милиампера
      И так приступим
      Вы настроили юстировку идеал 
      Зеркала
       нужны зеркала есть два вида 
      Молибденовые (обычные)
      Кремневые с золотым покрытием селенид цинка. (топовые)
      Как понятно топовые отражают луч с наименьшими потерями 
      Линзы
      Далее линза
      Существуют два вида
      Материал Селенид цинка (хрупкая, не устойчивая к царапинам. быстро убивается напыление, из плюсов хорошо пропускает луч.)
      Арсенид галлия (Крепкая, устойчивая к царапинам, тяжело убить из минусов хуже пропускает луч в отличии от сееинида цынка)
      Поскольку задача увеличить скорость то нам подходит селенид цинка 
      Опытные люди говорят что линза произведенная в США с хорошим напылением с насыщенным желтым цветом ( не как китайская)
      намного лучше китайских  
      А теперь сам вопрос
      На сколько примерно увеличится скорость реза если поставить топовые зеркала и линзу 
      Стоит ли овчинка выделки 
      Молибденовые зеркала меняем на Кремневые с золотым напылением
      Китайскую линзу меняем на американскую 
      Может кто ни буть это проходил.
      Прошу коментировать и делиться опытом.
       
       
       
       
×