Filippo Preston, presidente di PolyScience parla del controllo della temperatura del refrigeratore come fattore chiave che influenza la stabilità del laser.
Secondo la ricerca, l'efficienza di conversione fotoelettrica del laser CO2 RF è di circa 10% a 20%, il resto dell'energia sarà convertito in calore residuo.
Se l'area di scarica del laser CO2 RF non può essere efficacemente dissipata, la temperatura del gas nell'area di scarico continuerà a salire.
Ciò causerà l'intensificazione del movimento termico delle molecole nell'area di scarica con l'aumento della temperatura, causando l'esaurimento delle molecole nel livello energetico superiore, che innescherà l'ampliamento dello spettro molecolare della CO2, e alla fine influenzare la stabilità della potenza di uscita del laser o far diminuire la sua potenza di uscita.
Dunque, è particolarmente importante dissipare il calore in eccesso dal laser mediante assistenza esterna.
Studi recenti mostrano che l'efficienza di conversione fotoelettrica è maggiore quando la temperatura del gas laser del laser CO2 RD è compresa tra 400 ~500K.
Modi comuni per dissipare il calore dai laser
Quando si utilizzano laser RF, ci sono due tipi di metodi di dissipazione del calore che vengono solitamente utilizzati, dissipazione del calore raffreddata ad aria e dissipazione del calore raffreddata ad acqua.
Il raffreddamento con raffreddamento ad aria è comunemente utilizzato per i laser a bassa potenza, che generalmente non superano 100 W. Il raffreddamento ad acqua copre l'intera gamma di potenza che i laser CO2 possono raggiungere.
I due metodi di dissipazione del calore sopra menzionati hanno una cosa in comune, questo è, entrambi non raffreddano direttamente la zona di scarico che genera calore, ma conducono il calore residuo generato nell'area di scarico al refrigerante o alla piastra del dissipatore di calore per conduzione.
Prolunga la durata del tubo laser CO2 con un refrigeratore d'acqua laser
I laser aiutano a incidere molti tipi di oggetti. Dunque, le incisioni laser sono diventate componenti indispensabili per i moderni impianti di produzione. Le prestazioni e la durata delle apparecchiature per incisione laser variano a seconda di diversi fattori, tra cui la frequenza e la pulizia. tuttavia, molte persone trascurano il fattore cruciale che garantisce le prestazioni a lungo termine delle macchine: riscaldamento e raffrescamento efficienti. L'uso di laser per il raffreddamento ad acqua può prolungare la vita dei tubi e aumentare l'efficienza.
Effetto della temperatura del refrigerante sul laser
Per il raffreddamento ad acqua, di solito usiamo acqua pura, acqua distillata o acqua deionizzata come refrigerante (il refrigerante antigelo è disponibile anche in inverno) per dissipare il calore dal laser.
Secondo la legge del raffreddamento di Newton: Φ=A*n*Δt.
Dove Φ è il calore dissipato; A è l'area del dissipatore di calore, η è il coefficiente di scambio termico, e Δt è la differenza di temperatura.
Si può concludere che dopo aver determinato la struttura e il materiale del laser CO2, il fattore principale che influenza la dissipazione del calore è la differenza di temperatura (la differenza di temperatura qui si riferisce alla differenza di temperatura tra la temperatura del refrigerante e la temperatura dell'area di scarica laser).
Prendendo l'acqua pura come esempio, supponendo che la temperatura del liquido di raffreddamento aumenti, quindi esso e la differenza di temperatura tra l'area di scarico saranno ridotti, l'effetto di raffreddamento diminuisce, e, infine, influenzare la potenza del laser. Secondo alcuni dei dati sperimentali mostrano che il liquido di raffreddamento (acqua pura) la temperatura aumenta di circa 1 ℃, la potenza del laser sarà ridotta di circa 0.5% a 1%.
Dunque, l'abbassamento della temperatura del liquido di raffreddamento migliora la dissipazione del calore, che a sua volta aumenta la potenza del laser.
Così, la temperatura del liquido di raffreddamento può essere abbassata all'infinito? La risposta è ovviamente no. Per alcuni laser CO2, se la temperatura di raffreddamento è troppo bassa, è necessario un tempo di riscaldamento più lungo, che riduce l'efficienza lavorativa.
L'effetto più comune è che la temperatura del liquido di raffreddamento è troppo bassa, che può portare alla formazione di condensa sulla superficie del laser, compromettendo l'uso del laser e riducendone anche la durata.
Raffreddamento e potenza laser stabile
Ovviamente, abbiamo bisogno di una temperatura del gas laser CO2 relativamente stabile per ottenere una potenza laser stabile da un laser CO2. In definitiva, ciò significa dissipazione del calore stabile.
Dalla legge del raffreddamento di Newton (Ф = А＊η＊Δt), possiamo vedere che il fattore chiave per ottenere una dissipazione del calore stabile è una differenza di temperatura stabile e costante (Δt). Dunque, la stabilità della temperatura è essenziale nel processo delle operazioni di produzione effettive. Il controllo preciso della temperatura aiuterà il laser a ottenere una potenza di uscita stabile.
Che tipo di refrigeratore d'acqua scegliere?
Considerando i due fattori di potenza e stabilità del laser, Coolingstyle consiglia i refrigeratori d'acqua indicati di seguito per migliorare la stabilità di potenza dei sistemi laser. I refrigeratori d'acqua sono progettati appositamente per l'industria del laser.
Le caratteristiche dei refrigeratori di raffreddamento ad acqua Coolingstyle sono le seguenti:
- La potenza frigorifera varia da 200W a 1200W.
- La stabilità del controllo della temperatura è ± 0,1 ℃.
- Dimensioni più piccole e peso più leggero.
- Facile da mantenere
- Basso consumo di wattaggio.
Diversi refrigeratori di capacità di raffreddamento tra cui scegliere
- 420W e 580 W di capacità di raffreddamento
2. 400W e 500 W di capacità frigorifera
3. 1000W e 1200W di potenza frigorifera
Impostazione della temperatura del refrigeratore
Considerando i due fattori di potenza e stabilità del laser, Coolingstyle consiglia di impostare la temperatura del refrigerante laser CO2 RF a 25±2℃. Nella calda estate, per evitare la formazione di condensa, può anche essere impostato a 28±2℃.
In inverno, quando le condizioni lo permettono, cerchiamo di mantenere il refrigeratore in funzione continuamente. Allo stesso tempo, per risparmiare energia, si consiglia di regolare la temperatura dell'acqua a bassa temperatura e a quella normale 5 ~ 10 ℃, per garantire che il liquido di raffreddamento sia in uno stato di circolazione e che la temperatura non sia inferiore al punto di congelamento.
Se necessario è possibile utilizzare anche antigelo di marca professionale (non utilizzare invece etanolo, potrebbe anche causare danni)
Per ulteriori informazioni sulla scelta del refrigerante, puoi visitare questo blog come riferimento:
