Министерство образования уделяет большое внимание качественному обучению студентов, и все больше школ и семей начинают акцентировать внимание на разви́тии практических навыков детей. 3D-принтеры (также известные как 3D лазерные гравировальные машины) стали широко использоваться в школьном и семейном обучении.

Скорость и срок службы 3D-принтера тесно связаны с его ключевым компонентом — лазерной трубкой. В настоящее время обычно рекомендуется использовать CO2 лазерную трубку мощностью около 40 Вт для домашних принтеров, которая отличается высокой скоростью работы.

Сегодня я расскажу вам о конструкции и методах охлаждения CO2 лазерных труб. Это поможет вам лучше выбрать качественный и долговечный 3D-принтер.

CO2 лазерная трубка состоит из CO2, азота, водорода и других газов. С длиной волны лазера 10,6 мкм лазерный луч генерирует мощность более 20 киловатт, что позволяет достичь непрерывной работы. Она часто используется в лазерных маркировочных и лазерных резательных машинах. CO2 лазерные трубки применяются в самых различных областях.

(Схема структуры охлаждения CO2 лазерной трубки)

Основная структура CO2 лазерной трубки показана на рисунке выше. Она состоит из твердого стекла, резонансной камеры и электродов.

Часть из твердого стекла состоит из разрядной трубки, охлаждающей трубки, трубки для хранения газа и трубки для возврата газа.

Разрядная трубка — это ключевой компонент в CO2 лазерах, который, в сущности, определяет характеристики выходного лазерного потока.

Охлаждающая трубка служит для охлаждения рабочего газа, поддержания стабильной выходной мощности и предотвращения взрыва разрядной трубки из-за перегрева в процессе разрядного накачивания.

Трубка для хранения газа увеличивает емкость хранения газа активного вещества и повышает механическую прочность и стабильность разрядной трубки.

Трубка для возврата газа помогает улучшить неравномерное распределение напряжения между электродами, вызванное феноменом электрофореза.

Проблемы охлаждения CO2 лазерных труб

Существует два типа лазерных труб с одинаковой мощностью: катализаторного типа и герметичного типа. Катализаторная CO2 стеклянная лазерная трубка (усовершенствованный тип) является модернизированным продуктом традиционной герметичной лазерной трубки. Срок службы и мощность значительно увеличиваются за счет нанесения на разрядную трубку нанокачественного катализатора, а регулируемая структура внутренней полости значительно улучшает световое качество лазерной трубки, что, в свою очередь, улучшает эффективность резки и точность гравировки.

Будь то катализаторная или герметичная CO2 лазерная трубка, в процессе работы генерируется большое количество тепла, и температура разрядной трубки может стать слишком высокой. Однако собственные возможности теплоотведения ограничены, и температура продолжает расти. Для охлаждения необходима система охлаждения, чтобы снизить внутреннюю температуру лазерной трубки.

На данный момент существует два основных метода охлаждения CO2 лазерных труб: воздушное охлаждение и водяное охлаждение.

Воздушное охлаждение обычно используется для лазеров с низкой мощностью, в то время как водяное охлаждение покрывает весь диапазон мощностей, которые могут быть достигнуты CO2 лазерами. Эффективность водяного охлаждения обычно в 3-5 раз выше, чем у воздушного охлаждения, что помогает эффективно избежать проблемы перегрева оборудования, вызванной неэффективным охлаждением.

Как правило, в домашних 3D-принтерах можно непосредственно интегрировать насосы для охлаждения воды в саму конструкцию, в то время как крупные коммерческие высокомощные принтеры могут рассматривать возможность добавления охладителя для охлаждения.

Лазерный охладитель — это незаменимый помощник для охлаждения CO2 лазерных труб. Он оснащен встроенной системой водяного охлаждения. Охлаждающая жидкость циркулирует через насос, который забирает тепло от лазерной трубки и возвращает его в испаритель. После того как температура воды снижается, она возвращается к лазерной трубке, что позволяет поддерживать оборудование CO2 лазерной трубки в оптимальном температурном диапазоне, гарантируя продолжительную работу лазерного оборудования. Лазерный охладитель имеет функцию регулировки температуры воды, диапазон которой от 5 до 35°C, что позволяет удовлетворять индивидуальные требования к температуре различных CO2 лазерных устройств.

Из-за нестабильной структуры системы охлаждения у обычных CO2 лазерных труб, которые в настоящее время широко используются на рынке, чрезмерные колебания скорости потока охлаждающей воды могут привести к повреждению генератора мощности.

Таким образом, как для домашних, так и для коммерческих 3D-принтеров, на рынке остро необходимы качественные насосы для охлаждения лазерных труб.

Рекомендации по выбору насосов для охлаждения лазерных труб

С момента входа в индустрию охлаждения лазерных труб в 2014 году, компания TOPSFLO накопила почти 10 лет опыта в массовом производстве и верификации. Насосы для охлаждения лазерных труб, такие как TL-B03, TL-B10, TL-C01 и другие, пользуются большой популярностью на высококлассных рынках Европы и Америки.

Три ведущих клиента в индустрии лазерных труб США заявили: «Стоимость лазерных труб высока, и это ключевая составляющая для обеспечения нормальной работы продукта. Надежность жидкостного охлаждения — это первое условие для выбора поставщика насосов. Мы тестировали несколько насосов одновременно и сравнивали их. Только насос TOPSFLO имеет наилучший охлаждающий эффект, и он прошел испытания при высоких и низких температурах без трещин или утечек. Только качественные насосы могут гарантировать, что наши лазерные трубки не будут ломаться.»

Профессиональный насос для охлаждения лазерных труб от TOPSFLO обладает высокой производительностью и большим напором воды. Он может работать непрерывно 24 часа в сутки и имеет срок службы до 30 000 часов. Все ключевые электронные компоненты импортируются и могут быть отслежены. Ротор изготавливается методом литья под давлением японским предприятием с высокой точностью, не имея утечек. Малые размеры и легкость в установке делают его идеальным для охлаждения CO2 лазерных труб.

TOPSFLO продолжает активно поддерживать индустрию охлаждения 3D-принтеров и лазерных труб. В будущем мы будем продолжать инновации и прорывы, предоставляя индустрии более стабильные и надежные микропомпы и решения для жидкостной энергетики.