Laser Marking F-Theta Lenses Everything You Need to Know

ガルボレーザーマーキングシステムでは、精度と一貫性は単一の光学コンポーネントであるFシータレンズに大きく依存します。 このレンズは、ミラー制御されたレーザーの動きを、平らな作業面全体で正確で歪みの少ないマーキングに変換するために不可欠です。

金属タグの彫刻、プラスチック部品のコーディング、陽極酸化アルミニウムのQRコードのマーキングなど、Fシータレンズは結果がシャープで均等にスケーリングされ、正確に配置されていることを確認するのに役立ちます。

1をクリックします。レーザーマーキングのFシータレンズとは何ですか?

Fシータレンズは、フィールドレンズまたはフラットフィールドフォーカシングレンズとも呼ばれ、ガルボベースのレーザーマーキングシステムの主要な光学コンポーネントです。 その主な役割は、レーザービームを平らな作業面に集束させ、一貫したスポット品質、最小限の歪み、およびフィールド全体にわたる正確なマーキングを保証することです。

典型的なガルボシステムでは、ガルバノメーターとも呼ばれる動きの速いミラーが、X軸とY軸に沿ってレーザービームを偏向させます。 ただし、これらのミラーはビームの角度を変更するだけで、焦点位置は変更しません。 光学補正がなければ、ビームはマーキング領域の端の近くで焦点が合っていない可能性があり、次のことにつながります。

• 不均一なスポットサイズ。
• 歪んだまたはぼやけたマーク。
• 一貫性のないエネルギー供給。
• エッジ精度の低下。

これは、Fシータレンズが不可欠になるところです。 特別な光学プロファイルで設計されたFシータレンズは、ビームが中心からどれだけ偏向するかに関係なく、ビームを常に平坦な平面に集束させることにより、これらの歪みを補正します。

要するに、Fシータレンズは、角度の付いたビーム経路を光学的に補正されたフラットフィールド投影に変換します。 これは、最新のレーザーマーキングで精度と再現性を実現するために重要です。

2をクリックします。レーザーマーキング用のFシータレンズの選び方

すべてのF-シータレンズが同じというわけではありません。 それらは似ているように見えるかもしれませんが、各レンズは特定のレーザー波長、出力電力、およびアプリケーション要件に一致するように設計されています。 正しいフィールドレンズを選択すると、高品質のマーキング結果と長期的な光学的信頼性が保証されます。

金属に細かいシリアル番号をマークする場合でも、パッケージに大きなロゴをマークする場合でも、コーティング、基板材料、焦点距離の適切な組み合わせは、マーキングの精度、効率、および耐久性に直接影響します。

2をクリックします。1あなたのレーザーの波長にコーティングを一致させる

すべてのFシータレンズは、特定の波長範囲に合わせて設計された反射防止コーティングを備えています。 このコーティングは、マーキング性能を最適化し、レンズ自体を保護する上で重要な役割を果たします。

反射防止コーティングはの動作波長に一致する必要があります レーザーソースをクリックします。 適切に一致するコーティングは、反射損失を最小限に抑え、フィールドレンズを介したレーザーエネルギー伝達を最大化し、高強度のレーザー露光から光学表面を保護するのに役立ちます。

F-シータレンズの一般的なコーティング。

2をクリックします。2レーザーパワーに適した基板を選ぶ

Fシータレンズの基板材料は、光学品質、熱安定性、およびさまざまなレーザータイプとパワーレベルとの互換性において重要な役割を果たします。 一般的な基板オプションには、K9光学ガラス、石英複合材料、および溶融石英としても知られる純粋な溶融シリカが含まれます。

K9光学ガラスフィールドレンズは、適度な光学性能を備えた費用効果の高いソリューションを提供しますが、355 nmでの透過率が比較的低く、UVレーザーには適していません。 石英複合フィールドレンズは、パフォーマンスとコストのバランスの取れたオプションを提供し、最大200Wの赤外線MOPAレーザーをサポートします。 純粋な溶融シリカフィールドレンズは、最高の透過率と最低の熱膨張率を提供し、熱衝撃に対する優れた耐性を提供します。 これにより、UVレーザーや高出力レーザーアプリケーションに最適です。

光学的および熱的特性によるFシータレンズ基板材料の比較。

2をクリックします。3 F-Thetaレンズの正しい焦点距離を決定する

波長と基板が正しく一致したら、次のステップはFシータレンズに適切な焦点距離を選択することです。 焦点距離は、マーキングフィールドサイズ、スポット直径、およびフィールドレンズと材料表面の間の作業距離を決定します。

一般に、焦点距離が短いほど、スポットサイズが小さくなり、解像度が高くなるため、細かい詳細なマーキングに最適です。 焦点距離が長いほど、マーキングエリアが大きくなりますが、ビームスポットがわずかに大きくなり、エネルギー密度が低くなるため、高速または大判のマーキングタスクに適しています。

レーザー集束とビーム配信の一般的な関係を理解したい場合は、 レーザービームの焦点と配送の仕組みをクリックします。

ファイバーおよびMOPAレーザーのFシータレンズ仕様。

UVレーザーのF-シータレンズ仕様。

2をクリックします。4アプリケーションで選択

波長、基板材料、焦点距離を一致させた後、次のステップは、実際のマーキングアプリケーションに基づいてFシータレンズを選択することです。

異なるマーキングタスクは、マーキングフィールドサイズ、スポット直径、焦点深度、およびエネルギー密度の異なる組み合わせを必要とする。 通常、焦点距離が短いほど、スポットサイズが小さくなり、エネルギー密度が高くなり、細部にまでこだわっています。 焦点距離が長いほど、マーキングフィールドが大きくなり、焦点深度が大きくなり、大きな部品やわずかに凹凸のある表面に適しています。

以下では、Thunder Laser Auroraシリーズを例として使用して、さまざまなマーキングニーズに合わせて正しいフィールドレンズを選択する方法を説明します。 レーザーマーカータイプをまだ比較している場合は、 最高のファイバーレーザーマシンを選択する方法 と ファイバーレーザー対UVレーザーをクリックします。

2をクリックします。4をクリックします。1ファインおよび高精度マーキング

小さな金属部品のQRコード、シリアル番号、ジュエリー彫刻、電子部品、医療機器ラベルなど、非常に細かい詳細が必要なタスクには、通常、F-160レンズなどのより短い焦点距離のレンズが最適です。

F-160レンズは、通常約110 × 110 mmの比較的小さなマーキングエリアを提供しますが、レーザースポットが小さくなり、エネルギー密度が高くなります。 これにより、よりシャープなライン、より明確なエッジ、より正確なマーキングを作成できます。

に最適

• 小さなQRコード。
• 良いテキスト。
• シリアル番号。
• 小さな金属部品。
• ジュエリー雕刻。
• 高解像度のロゴ。
• 精密工業用ラベル。

利点

• 細かいディテールと小さな機能に優れています。
• よりシャープなマーキング結果のためのより小さいスポットサイズ。
• より強いマーキング性能のためのより高いエネルギー密度。
• 小さなテキスト、コード、および詳細なパターンの精度が向上します。

制限事項

• 小さいマーキングエリア。
• 焦点の浅い深さ。
• 大きなワークピースにはあまり適していません。
• 特に高出力アプリケーションでは、より慎重なフォーカス制御が必要です。

2をクリックします。4をクリックします。2中スケール一般マーキング

PCBのシリアル番号、ツールのロゴ、製品ラベル、ネームプレート、アプライアンスパネル、または中型の金属およびプラスチック部品などの一般的なレーザーマーキングアプリケーションの場合、F-210はバランスの取れたオプションです。

F-210レンズは、通常、約150 × 150 mmのマーキングフィールドを提供し、マーキングエリア、スポットサイズ、および作業距離のバランスを良好にします。 これにより、さまざまな素材や製品サイズに柔軟性が必要なユーザーに適しています。

に最適

• 制品ラベル。
• 中型のロゴ。
• 名札だ
• PCB。
• ツールのマーキング。
• プラスチック部品マーキング。
• 一般的な金属マーキング。
• 小バッチ生产。

利点

• 精度と作業エリアのバランスが良い。
• 多くの一般的なレーザーマーキングジョブに適しています。
• 短い焦点距離のレンズよりも柔軟性があります。
• 混合アプリケーションに使いやすい。

制限事項

• スポットサイズはF-160よりわずかに大きいです。
• 非常に細かい詳細は、マーキングフィールドの端の近くではあまり鋭くないかもしれません。
• 大面積マーキングのF-290ほど効率的ではありません。

2をクリックします。4をクリックします。3大エリアと深いマーキング

自動車のVIN番号、大きなロゴ、金属パネル、工業用ネームプレート、大きな部品のバッチマーキングなど、より広いマーキングフィールドを必要とする大きなワークピースやアプリケーションには、F-290レンズなどのより長い焦点距離のレンズが適しています。

F-290レンズは、通常約200 × 200mmのより大きなマーキングフィールドを提供します。また、焦点深度が深くなり、わずかに不均一または穏やかな曲面に対するシステムの許容度が向上します。 しかしながら、レーザースポットが大きいので、エネルギー密度は、より短い焦点距離のレンズよりも低くなる。

に最適

• 大きなロゴ。
• 自動車VINマーキング。
• 大きな金属パネル。
• 工業用ネームプレート。
• 大きいプロダクトラベル。
• より大きなワークピース。
• わずかに不均一な表面。

利点

• 大きいマーキングフィールド。
• 大きな部品のカバレッジが向上します。
• より大きな焦点深度。
• 材料表面のわずかな高さの変化に対してより耐性があります。

制限事項

• より大きなスポットサイズ。
• 低エネルギー密度。
• 非常に細かい詳細のためのより低い解像度。
• より深いまたはより暗いマーキングのためにパラメータ調整が必要かもしれません。

一般に、F-160などのより短い焦点距離のレンズは、より高いエネルギー密度でより小さなレーザースポットを生成するため、精密なマーキングや詳細な彫刻に最適です。 ただし、マーキング領域が小さく、焦点深度が浅い。

対照的に、F-290などのより長い焦点距離のレンズは、より大きなマーキングフィールドとより大きな焦点深度を提供するため、より大きな部品とわずかに不均一な表面により適しています。 しかし、それらはより大きなスポットサイズとより低いエネルギー密度を生み出すので、それらは非常に細かい細部のための最良の選択ではありません。

Fシータレンズの焦点距離の比較: F-160対F-210対F-290。

ヒント: Fシータレンズは通常、主要な仕様を組み合わせた標準化されたモデルコードによって識別されます。 F-160(110)-1064などのコードは、次のことを意味します。

• F-160: 焦点距離は160 mmです。
• (110): 対応するマーキングフィールドは約110 × 110mmです。
• 1064: フィールドレンズは、ファイバーまたはMOPAレーザーマーキングシステムで一般的に使用される1064 nmレーザー波長用にコーティングされています。

3をクリックします。F-Thetaレンズをきれいにして交換する方法

一貫したレーザーマーキング品質と長期的な光学性能を実現するには、Fシータレンズの適切なメンテナンスが不可欠です。 時間の経過とともに、ほこり、残留物、または摩耗がフィールドレンズの性能を低下させ、マーキングの不一致または効率の低下につながる可能性があります。

このセクションでは、Thunder Laser Auroraシリーズを例として、Fシータレンズを安全にクリーニングおよび交換するための推奨手順について説明します。 これらのベストプラクティスに従うことで、マシンは最高のパフォーマンスで動作し、コストのかかるダウンタイムのリスクを軽減できます。

3をクリックします。1必要なもの

• 高品質の糸くずのない綿棒などのレンズ洗浄綿棒。
• 繊維を残さずにやさしく拭くためのリントフリーの布。
• きれいな、柔らかい、糸くずのない手袋。
• 無水エタノール、迅速な蒸発と光学コーティングの安全性をお勧めします。
• エタノールが入手できない場合は、一般的な眼鏡クリーナーなどのレンズ洗浄ソリューション。
• 交換する場合は、新しいFシータレンズ。
• 焦点距離を変更する場合、対応するオートフォーカスおよびキャリブレーションファイル。

重要: イソプロピルアルコールの使用は避けてください。 ユーザーのフィードバックに基づいて、IPAは時間の経過とともにレンズの反射防止コーティングを損傷する可能性があります。

3をクリックします。2ステップバイステップのクリーニングと交換ガイド

ステップ1: パワーオフとクールダウン

レーザーマーキングマシンの電源を切り、フィールドレンズの領域を完全に冷却してから触れます。

ステップ2: きれいな手袋を置く

フィールドレンズを取り扱う前に、皮膚油やほこりによる汚染を防ぐために、清潔で柔らかく糸くずの出ない手袋を着用してください。

ステップ3: Fシータレンズを回転させて取り外す

スキャナーヘッドを安定させ、Fシータレンズを反時計回りに回転させて、ガルボマウントからねじを外します。 フィールドレンズバレルの端のみを処理し、ガラスに触れないようにします。 光学面を上にして、ほこりのないきれいな表面にフィールドレンズを置きます。

ステップ4: フィールドレンズの表面を点検する

きれいな照明の下で、ほこり、汚れ、またはコーティングの損傷をチェックします。 フィールドレンズが汚れているように見える場合は、きれいにしてください。 引っかいたり、曇ったり、別の焦点距離に変更されたりした場合は、交換してください。

ステップ5: Fシータレンズをきれいにする

糸くずの出ない綿棒または光学布を少量の無水エタノールで湿らせます。 穏やかな圧力を使用して、Fシータレンズを中央から外側に1回の円運動で拭きます。 前後にこすったり、ガラスに直接液体を塗ったりしないでください。 Fシータレンズをきれいな環境で自然に空気乾燥させます。

ステップ6: クリーンまたは新しいF-Thetaレンズを再インストールする

Fシータレンズをガルボマウントに注意深く合わせ、時計回りに回転させて元の位置に戻します。 ガラスに触れないようにし、締めすぎないでください。 Fシータレンズはぴったりですが、強制されてはいけません。

ステップ7: ロードオートフォーカスとキャリブレーションファイル (交換された場合)

F-160からF-290へなど、異なる焦点距離のレンズに変更した場合は、適切な設定ファイルをシステムにロードします。

• Autofocusパラメータファイル。
• レンズ補正または校正ファイル。

これらのファイルは、特に大きなマーキングエリアで、正確な焦点位置と正しいフィールド歪みを保証します。

ステップ8: テストマークを実行する

Fシータレンズを取り付けて校正したら、テストマークを実行して、ビームの焦点、スポットの明瞭さ、および位置精度を確認します。 必要に応じて、ソフトウェアを使用して微調整を行い、最適なマーキング品質を確保します。

電源を切る、クリーンなツールを使用する、光学系を注意深く扱う、正しいキャリブレーションファイルをロードするなどの正しい手順に従うことで、コストのかかるマーキングの欠陥を回避し、機器の寿命を延ばすことができます。

詳細: AURORAシリーズのフィールドレンズを交換してフォーカスの長さを設定する方法をクリックします。

4をクリックします。結論

Fシータレンズは、正確で一貫したレーザーマーキングの鍵です。 適切なFシータレンズを選択し、正しいクリーニングと交換によって適切に維持することで、マーキング結果が改善され、レーザーシステムが保護されます。

新しいFシータレンズまたはアクセサリーを購入する必要がある場合は、ここで適切なオプションを見つけることができます。 サンダーレーザーF-シータレンズをクリックします。