Волоконные лазеры производства Telesis, такие как Zenith 10FQ, представляют собой современную и уникальную концепцию генерирования лазерного луча; оптическое волокно является средой, генерирующей лазер.
Типичные твердотельные лазеры с диодной накачкой (DPSSL) обладают оптоволоконными источниками света, которые используются для передачи света в удалённый кристалл, являющийся средой для генерирования лазера. Традиционные твердотельные лазеры с диодной накачкой (DPSSL) могут быть описаны как “удалённый диодный источник света, передающий свет по волокну, которое служит для торцевой накачки света в твердотельный кристалл”. Большинство систем DPSSL (diode pumped solid state laser), имеющихся сегодня на рынке, представляют собой лазеры с торцевой диодной накачкой.
Дизайн волоконного лазера Zenith 10FQ является прорывом в лазерной технологии и является адаптацией многих технических разработок лазеров, используемых в военной и телекоммуникационной сферах. Корпорация Telesis внедрила эти технические разработки в промышленные лазерные маркирующие системы. Ввиду своего исторического развития волоконные лазеры Telesis более легко интегрируются в промышленные процессы и адаптируются к широкой сфере применений, в отличие от более традиционных лазеров с диодной накачкой и волоконной передачей света.
Технические преимущества волоконных лазеров, таких как Zenith 10FQ, в сравнении с традиционными лазерами с диодной накачкой:
Волоконные лазеры не требуют специального обслуживания
Выверенная твердотельная технология
Меньшекомпонентов, требующихобслуживания
Нет необходимости настраивать источник света под оптику камеры накачки
Оптика камеры накачки “внедрена” в активное волокно
Нет необходимости в оптимизации лазерного источника света
На предприятии-изготовителе диодный источник света фиксирован в оптимизированном положении в активной волоконной среде, генерирующей лазер.
Нет необходимости вручную выбирать диодные источники света в границах узкого рабочего окна в надежде оптимизировать технические характеристик.
Диодные источники света охватывают широкий спектр, что резко увеличивает срок службы диода и обеспечивает стабильную работу.
Диодные источники света являются широкополосными и изготовлены в соответствии с жёсткими требованиями, предъявляемыми к телекоммуникационным устройствам по непрерывной работе в экстремальных условиях. Технические условия предусматривают параметры изделий, в два раза превышающие те, которые когда-либо потребуются при промышленном применении.
Самокалибрующийся, работающий по принципу «установил и забыл» лазер для эксплуатации без операторского сопровождения 24 часа в сутки 7 дней в неделю.
Система Zenith 10FQ осуществляет автоматический мониторинг мощности лазерного источника, постоянно реагирует на ситуацию, что позволяет поддерживать уровень мощности независимо от изменений в подаваемом напряжении или возможного незначительного ухудшения отдельных диодов.
В лазерной системе Zenith® даже при самом невероятном развитии событий, когда один диод выйдёт из строя (в каждой системе 6 накачивающих диодов), другие диоды автоматически настроят свою мощность для компенсации потери.
Среднее время наработки на отказ составляет 100.000 часов непрерывной работы.
Испытано в реальных условиях
Тысячи волоконных лазеров круглосуточно используются в военной сфере и сфере телекоммуникации.
Волоконные лазеры Zenith® могут работать в более суровых окружающих условиях, чем традиционные лазеры.
Твердотельный дизайн позволяет лазеру быть устойчивым к более значительным колебаниям температур, чем способен лазер с диодной накачкой.
Оптика накачивающей камеры системы Zenith 10FQ «впаяна» в активное волокно, что позволяет использовать установку в условиях повышенной влажности, до 90% (без конденсата), что является гораздо более высоким значением, чем ограничения для традиционных лазеров с диодной накачкой с незащищённой оптикой камеры накачки.
В качестве стандартной функции волоконный лазер Zenith 10FQ обладает встроенными в панель измерителем мощности и индикаторами ошибок.
Цифровые измерители мощности показывают реальную мощность лазера на передней панели контроллера. Индикаторы ошибок на панели предоставляют моментальную информацию по состоянию лазерной маркирующей системы.
Самокалибрующаяся мощность лазера, монитор с информацией о мощности и индикаторы ошибок, а также высокий срок службы диодов и дублирующая цепь приводит к тому, что оператору не нужно проводить еженедельную проверку и настройку, которые являются неотъемлемой чертой стандартных лазерных систем с торцевой диодной накачкой.
Воздушное охлаждение, теплоотведение
Волоконные лазеры Telesis нагреваются меньше, чем любые другие лазеры, благодаря превосходному КПД преобразования питания.
Нет необходимости в водяном охлаждении, которое может протечь, или сложных охлаждающих схемах, таких как активные охлаждающие плиты Thermoelectric, которые могут выйти из строя.
Одномодовая волоконная подающая линия с практически идеальным профилем луча
Стабильность луча во время работы означает высокое качество маркировки и формирования символов вне зависимости от установок.
Качество луча (фактор M2) для лазера Zenith 10FQ составляет менее 2 (между 1.5 и 1.8 в зависимости от выбранной оптики), что создаёт форму луча, оптимальную для маркировки металла и пластика.
Качество профиля луча остаётся одинаковым при динамике рабочего диапазона от 0.01 до 10 Вт выходной мощности (в отличие от большинства систем с диодной накачкой, которые нестабильны при нижних 5% и верхних 10% рабочего диапазона).
Идеальный профиль луча означает, что на изделие можно направлять более высокие уровни энергии, что позволяет:
Осуществить более быструю и глубокую маркировку на материале
Направить высококачественный фокусируемый луч с лучшей управляемостью на нежелательные заново отлитые и подверженные термической обработке зоны.
Сократить цикл работы
Высокая скорость повторений модуляции нагрузки добротности луча (beam Q-switching)
Высокая скорость повторений с оптимизированными импульсами позволяет достичь того, что иногда называется “более холодный лазерный луч ”
Ограничивается нежелательное сжигание пластика, фольги, бумаги или субстрата.
Можно маркировать более широкий диапазон пластиковых материалов, добиваясь контраста при обесцвечивании только маркируемой области.
Ограничение газообразования при маркировке материалов, таких как пластик, в процессе чего возникают неравномерные накопления отходов на некоторых материалах.
Прощерегулироватьглубинумаркировки.
Простое и стандартной подключение к переменному току и высокие КПД потребления электричества
Один из самых производительных лазеров из когда-либо созданных
Общая сила тока для Zenith 10FQ (только лазера) составляет всего лишь 2 А. Подаваемое напряжение - 230 В, 60Гц.Примечание: подаваемое электричество должно иметь предохранитель на 250В при 6 А
При добавлении внешних устройств или приспособлений для автоматической подачи сила тока увеличивается, что повышает потребление питания всей системой
Внешне водяное охлаждение не требуется.
Энергетический КПД в два раза превышает значение самой лучшей системы с диодной накачкой.
При работе системы Zenith 10FQ (только лазер) потребляется менее 600Вт. Обычный лазер с диодной накачкой потребляет более 1,15КВт.
Со временем маркирующая лазерная система Zenith 10FQ позволит достичь значительную экономию на потребляемой энергии
Zenith 10FQ менее восприимчив к небольшим изменениям в подаваемом питании, чем большинство лазерных систем с диодной накачкой.
Используются широкополосные диоды для достижения максимальной производительности
Внутренняя контролирующая цепь для коррекции мощности лазера
Расстояние между лазерным контролером и фокусирующего оптического блока может быть до 5 метров (Telesis оставляет за собой право конфигурировать длину подающего волокна для оптимизация конкретных условий применения).
Небольшая лёгкая головка может быть интегрирована практически в любом положении.
Гибкая армированная защита вокруг оптических частей
Стандартный 19-дюймовый контроллер, монтируемый на стойку
Легко смонтировать в существующую производственную линию или новую специальную рабочую станцию.
Управление посредством гибкого, усовершенствуемого, стандартного персонального компьютера.
Стандартные настольные компьютеры и мониторы
В качестве опции поставляются портативные компьютеры с интерфейсными картами
Простота в обслуживании
Нет необходимости в расходных лампах или фильтрах
Упрощенный модульный дизайн включает четыре блока, которые могут потребовать обслуживания или замены любым техником прямо на месте.
Гарантия на диодные источники света Zenith 10FQ составляет невероятные 20.000 часов (замеряемые на встроенном таймере лазерного источника) или два года с даты поставки.
Опыт эксплуатации данных волоконных лазеров показывает время наработки на отказ около 75.000 часов, в среднем. (мы рекламируем это достижение как “Эксплуатация системы без обслуживания более 50.000”).
Большинство система с торцевой диодной накачкой могут предложить только гарантию 10.000 часов на источник света ввиду вручную выбираемых узкополосных диодов, необходимых для работы, и непроизводительность удалённой торцевой накачки кристалла, генерирующего лазер. Некоторые компании предлагают сложную схему пропорциональных 15,000 часов, при которых вы платите за процент времени, в течение которого вы «потребляли» диодный источник.
На ранних этапах существования систем с диодной накачкой целью было получить наработку на отказ 10.000 часов.
Опыт использования систем с диодной накачкой нового поколения показывает средний срок наработки на отказ – около 15.000 часов.
При использовании Zenith 10FQ это произойдёт между 50.000 и 100.000 часами, при этом 75.000 часов является средним значением.
Например, при трёхсменной работе, 24 часа в сутки, 50 недель, получаем 8.400 часов в год; тогда средний показатель наработки на отказ 75.000 часов означает замену диода раз в 9 лет при использовании системы Zenith 10FQ.
Замена диода в системе с диодной накачкой произойдёт между 10.000 и 20.000 часами, при этом среднее количество часов – 15.000.
Например, при трёхсменной работе, 24 часа в сутки, 50 недель, получаем 8.400 часов в год; тогда средний показатель наработки на отказ 15,000 часов означает замену диода раз в 2 года при использовании систем с диодной накачкой.
Большой срок эксплуатации до потребности в замене частей
В конце концов, все диодные источники света потребуют замены или обслуживания за счёт пользователя.
Стоимость замены диодного источника света для Zenith® 10F составляет около $8,550. Стоимость замены источника света для типичной системы торцевой диодной накачки составляет около $7,500. При худшем варианте развития событий при использовании Zenith 10FQ, когда источник придётся менять вне гарантии, рассчитаем затраты на замену источника света стоимостью $8.500 после срока гарантии, составляющего 50.000 часов. 1.8,500 долларов разделить на 50.001 час, что составит $0.17 в час при использовании Zenith 10FQ (в худшем случае).
При худшем варианте развития событий при использовании типичной системы с торцевой диодной накачкой рассчитаем затраты на замену источника света стоимостью $7.500 после срока гарантии, составляющего 10.000 часов. 1.7,500 долларов разделить на 10,001 час, что составит $0.75 в час при использовании системы с диодной накачкой (в худшем случае).
Лучший вариант развития событий. Принимая во внимание, что среднее время наработки на отказ волоконной лазерной системы Zenith 10FQ составляет 100.000 часов, а типичной системы с диодной накачкой - 15,000 часов, тогда:
При лучшем варианте развития событий для Zenith 10FQ затраты на замену источника света стоимостью $8.500 с учётом наработки на отказ 100.000 часов составят: $8.500 разделить на 100,000 часов, что составит $0.09 в час при использовании Zenith 10FQ (в лучшем случае).
При лучшем варианте развития событий для типичной системы с торцевой диодной накачкой затраты на замену источника света стоимостью $7.500 с учётом наработки на отказ 15.000 часов составят: $7.500 разделить на 15,000 часов, что составит $0.50 в час при использовании системы с диодной накачкой (в лучшем случае).
Ежедневное потребление энергии
Волоконные лазеры обладают в два раза большим энергетическим КПД, чем самые лучшие системы с диодной накачкой. При работе Zenith® 10FQ в полную мощность (только лазер) потребляется менее 600 Вт электрической энергии.
Например, при использовании Zenith 10FQ, если, в среднем, кВт/час стоит 2 руб. за кВт; тогда потребление за одни сутки непрерывного использования составят 600 Вт/час умножить на 24 час равно 14.4 кВт.
При стоимости 1 кВт 2 руб. максимальные затраты в сутки составят: 2 руб. Х 14.4 кВт = 28,80 руб. при использовании Zenith 10FQ.
Типичная система с диодной накачкой потребляет более 1,15 кВт электрической энергии.
Например, при использовании системы с диодной накачкой, если, в среднем, кВт/час стоит 2 руб. за кВт; тогда потребление за одни сутки непрерывного использования составят 1.150 Вт/час умножить на 24 час равно 27,6 кВт.
При стоимости 1 кВт 2 руб. максимальные затраты в сутки составят: 2 руб. Х 27.6 кВт = 55,20 руб. при использовании типичной системы с диодной накачкой.
Преимущества волоконного лазера перед лазерами с диодной и ламповой накачкой
Лучшее качество луча
Более высокий электрический КПД
Большая надёжность
Низкие эксплуатационные расходы
Низкие расходы на обслуживание
Небольшой размер
Удалённая передача луча
Гарантия – 20 тыс. часов работы
Наработка на отказ от 30 до 50 тыс. часов. Среднее время – 100 тыс. часов до выхода элемента накачки лазера из строя
