Fokus und Tiefenschärfe

Wo der Strahl am schärfsten ist. Warum die Fokushöhe wichtig ist. Wie viel Abweichung tolerierbar ist.

Ein Laserstrahl ist in einem bestimmten Abstand von der Linse, dem Brennpunkt, am schmalsten. Näher an oder weiter entfernt von diesem Punkt divergiert der Strahl und der Spot wird größer. Ein größerer Spot bedeutet weniger Energie pro Flächeneinheit und damit weniger Schneidleistung und geringere Gravurschärfe.

Der vertikale Bereich, in dem der Spot klein genug ist, um sinnvoll arbeiten zu können, ist die Tiefenschärfe. Außerhalb dieses Bereichs verschlechtern sich die Ergebnisse schnell.

Grundlagen

Die Schärfentiefe variiert je nach Laserquelle, Linse, Strahlqualität, Material und Verfahren. Verwenden Sie die Angaben des Maschinen- und Linsenherstellers zum Fokusabstand und prüfen Sie das Ergebnis anschließend auf einem Reststück. Behandeln Sie eine von einem anderen Laser übernommene Toleranz nicht als sichere oder gleichwertige Einstellung.

So finden Sie den Fokus

Zwei gängige Methoden:

Mechanische Lehre: Die meisten Diodenlaser und kleinen CO2-Laser werden mit einem kleinen Kunststoff- oder Holzblock in Höhe des Fokusabstands geliefert. Schieben Sie ihn unter den Kopf; senken Sie den Kopf ab, bis er ihn gerade berührt; entfernen Sie die Lehre.
Fokustest: Gravieren Sie ein beschriftetes Kalibrierungsmuster über einen engen, als sicher bekannten Z-Bereich. Vergleichen Sie die Linien und halten Sie das beste Ergebnis für den vorgesehenen Vorgang fest. Verwenden Sie den Dialog „Fokustest“ nur mit einem kompatiblen GRBL-Profil, das Z-Bewegungen unterstützt.

Die Materialoberfläche, nicht das Maschinenbett, ist die normale Referenz für den Oberflächenfokus. Die geeignete Fokustiefe beim Schneiden hängt von Linse, Material, Dicke und Herstellerangaben ab.

Die Materialstärke beeinflusst den Fokus

Wenn Sie von 3 mm Sperrholz auf 6 mm Sperrholz wechseln, liegt die Materialoberseite nun 3 mm höher. Der Brennpunkt sollte entsprechend ebenfalls höher liegen.

Bei Oberflächengravuren ist die Oberfläche normalerweise der vorgesehene Fokus. Beachten Sie beim Schneiden die Angaben für Maschine und Linse und prüfen Sie die gewählte Tiefe auf einem Reststück, statt anzunehmen, dass die Mitte jedes Materials richtig ist.

So handhabt Beam Bench dies

Der Dialog „Fokustest“ erzeugt das Kalibrierungsmuster. Die Live-Aktionen Rahmen und Starten erfordern ein aktives GRBL-Profil mit aktivierten Z-Bewegungen; Maschinen mit ausschließlich manueller Z-Steuerung sowie DSP- oder Galvo-Verbindungen können den automatischen Durchlauf nicht ausführen.

Beam Bench speichert oder übernimmt den besten Fokusversatz nicht automatisch. Stellen Sie den Fokus nach dem normalen Verfahren des Maschinenherstellers ein und halten Sie Wert und Konfiguration bei Bedarf in den Notizen des Maschinenprofils fest.

Wann es wichtig ist

Gravieren von Fotos: Ein kleiner Spot ist entscheidend.
Schneiden dicker Materialien: Die Fokusposition tauscht Qualität der Oberkante gegen Qualität der Unterkante.
Schnelles Gravieren: Außerhalb des Fokus wird die Gravur heller; Sie gleichen das durch langsameres Arbeiten aus, wodurch der Geschwindigkeitsvorteil entfällt.

Wann es kaum wichtig ist

Schnelles Anreißen auf flachem, dünnem Material mit Standardfokus: Die Lebensdauer ist kurz.