Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

Fokussierlinse / Optikbaugruppe

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird Fokussierlinse / Optikbaugruppe im Bereich Maschinen- und Anlagenbau anhand von Brennweite bis Fleckgröße eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches Fokussierlinse / Optikbaugruppe wird durch die Baugruppe aus Primärfokussierlinse und Linsengehäuse beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Optische Baugruppe, die Laserenergie für Schweißanwendungen auf einen präzisen Punkt fokussiert

Technische Definition

Die Fokussierlinse / Optikbaugruppe ist eine kritische Komponente in Laserschweißsystemen, die typischerweise in Schweißbrennern oder Laserbearbeitungsköpfen integriert ist. Ihre Hauptfunktion besteht darin, den vom Laser emittierten Strahl zu sammeln und auf einen kleinen, präzisen Fokuspunkt zu konzentrieren, um die für das Schmelzen und Fügen von Materialien erforderliche hohe Leistungsdichte zu erreichen. Die Baugruppe steuert präzise die Position des Fokuspunkts und die Spotgröße, was direkt die Einschweißtiefe, die Nahtgeometrie und die Gesamtprozesseffizienz beeinflusst. Durch Manipulation der Krümmung und Positionierung ihrer optischen Elemente – in der Regel eine oder mehrere Linsen – bricht und konvergiert die Baugruppe den einfallenden Strahl, wodurch Energieverluste und optische Aberrationen minimiert werden. Dies stellt sicher, dass die Laserenergie genau auf das Werkstück übertragen wird, was konsistente und qualitativ hochwertige Schweißnähte ermöglicht.

Typische Materialien für diese Optiken sind Quarzglas (SiO₂), Zinkselenid (ZnSe) und Galliumarsenid (GaAs), die je nach Laserwellenlänge und Anwendungsanforderungen ausgewählt werden. Beispielsweise wird ZnSe häufig für CO₂-Laser bei 10,6 μm verwendet, während Quarzglas für nahe Infrarotwellenlängen geeignet ist. Die Leistung der Baugruppe wird durch mehrere Schlüsselparameter charakterisiert: Die Brennweite (typischerweise 100–200 mm) bestimmt den Arbeitsabstand und die Spotgröße; die Spotgröße (0,1–0,5 mm) beeinflusst die Nahtbreite und Leistungsdichte; die Transmission (≥99,5 %) gibt die Effizienz an; die Oberflächenqualität (20–10 Scratch-Dig nach ISO 10110) gewährleistet minimale Streuung; die Zerstörschwelle (10–20 J/cm² nach ISO 11254) definiert die maximale Energiedichte vor Beschädigung; die Betriebstemperatur (-10 bis 50 °C) und Luftfeuchtigkeit (≤80 % relative Luftfeuchtigkeit) sind Umgebungsgrenzen; die Schutzart (IP54–IP65 nach IEC 60529) gibt Staub- und Wasserschutz an; und das Gewicht (0,5–2,0 kg) hängt von Gehäuse und Linsengröße ab. Die Baugruppe kann auch Antireflexbeschichtungen aufweisen, z. B. AR@10,6 μm für CO₂-Laser, um die Transmission zu verbessern.

Bei der Auswahl oder Überprüfung einer Fokussierlinse / Optikbaugruppe ist es wichtig, modellspezifische Werte und Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten zu bestätigen, da die aufgeführten Bereiche Referenzwerte sind und je nach Anwendung variieren können. Regelmäßige Inspektion auf Oberflächenschäden, Verschmutzung und korrekte Ausrichtung ist erforderlich, um die Leistung zu erhalten und vorzeitigen Ausfall zu vermeiden.

Funktionsprinzip

Die Fokussierlinse / Optikbaugruppe funktioniert durch Brechung und Konvergenz des vom Laser emittierten Strahls. Der Strahl, der kollimiert oder divergierend sein kann, durchläuft ein oder mehrere optische Elemente (typischerweise Linsen) mit präzise kontrollierter Krümmung und Positionierung. Diese Elemente biegen die Lichtstrahlen und bewirken, dass sie sich zu einem Brennpunkt konvergieren. Die Brennweite und Spotgröße werden durch die Linsengeometrie und ihren Abstand zum Werkstück bestimmt. Durch Anpassen dieser Parameter erreicht die Baugruppe einen konzentrierten Brennpunkt mit minimalem Energieverlust und Aberration, was ein effizientes und präzises Laserschweißen gewährleistet.

Technische Parameter

Technische Parameter
ParameterTypischer BereichHinweise & Auswahlkriterien
Brennweite100–200 mmDetermines spot size and working distance
Fleckgröße0.1–0.5 mmAffects weld width and power density
Transmissionsgrad≥99.5 %Höherer Wirkungsgrad verringert Energieverluste
Oberflächenqualität20–10 scratch-digScratch-dig per ISO 10110ISO 10110
Zerstörschwelle10–20 J/cm²Max energy density before damageISO 11254
Betriebstemperatur-10–50 °COutside range may cause thermal lensing
Betriebsfeuchtigkeit≤80 % RHCondensation can damage optics
SchutzartIP54–IP65Dust and water resistanceIEC 60529
WerkstoffZnSeFor CO2 lasers; other materials for different wavelengths
Beschichtung[email protected] μmAnti-reflective coating for CO2 wavelength
Gewicht0.5–2.0 kgDepends on housing and lens size

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Hauptmaterialien

Quarzglas (SiO₂) Zinkselenid (ZnSe) Galliumarsenid (GaAs)

Komponenten / BOM

Components / BOM
  • Primärfokussierlinse
    Hauptoptisches Element, das den Laserstrahl auf den Brennpunkt konvergiert
    Material: Quarzglas oder Zinkselenid (ZnSe)
  • Linsengehäuse
    Schutzhülle zur Befestigung und Ausrichtung der optischen Elemente
    Material: Edelstahl oder Aluminium
  • Kühlmantel
    Zirkuliert Kühlmittel zur Wärmeableitung der durch absorbierte Laserenergie erzeugten Wärme
    Material: Kupfer oder Aluminium
  • Antireflexbeschichtung
    Dünnschichtauftrag auf Linsenoberflächen zur Minimierung von Reflexionsverlusten
    Material: Dielektrische Beschichtungen

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Laserinduzierte Kontaminationsablagerung aus Prozessrauch (ZnO, Al₂O₃ Partikel >0,5 μm) Progressiver Transmissionsverlust (0,1%/h) führt zu thermischem Durchgehen bei >15% Gesamtverlust Integriertes Spülgassystem (99,999% N₂ bei 5 L/min) mit HEPA-Filtration (99,97% @ 0,3 μm)
Mechanische Fehlausrichtung durch thermischen Ausdehnungsunterschied (Δα = 7,1×10⁻⁶ K⁻¹ zwischen Invar-Halterung und Quarzglas) Strahlfokusverschiebung >0,05 mm verursacht Schweißnahttiefenvariation >10% Kinematische Montage mit CTE-kompensierten Flexuren und aktiver Justierrückmeldung (0,001 mm Auflösung)

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
0,8-1,2 μm Wellenlänge, 100-500 mm Brennweite, 0,1-0,3 mm Fleckdurchmesser
Belastungs- und Ausfallgrenzen
Oberflächentemperatur überschreitet 300°C, was zu permanenter Linsenbeschichtungsdegradation und >5% Transmissionsverlust führt.
Thermischer Linseneffekt: Temperaturgradienteninduzierte Brechungsindexänderungen (dn/dT ~ 10⁻⁵ K⁻¹ für Quarzglas) verzerren den Strahlfokus, kombiniert mit Mehrphotonenabsorption bei >10⁸ W/cm² Intensitäten, die zu Beschichtungsablation führen.
Fertigungskontext
Fokussierlinse / Optikbaugruppe wird innerhalb von Maschinen- und Anlagenbau nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Weitere Produktbezeichnungen

optics assembly

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Industrielles Ökosystem und Lieferkette

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen
Betriebsdruck:Atmosphärendruck bis 2 bar
Durchflussrate:Nicht spezifiziert
Betriebstemperatur:-20°C bis 150°C
Montage- und Anwendungskompatibilität
ArgonschutzgasEdelstahl-SchweißrauchSaubere trockene Luft
Nicht geeignet: Abrasive, partikelbelastete Umgebungen
Auslegungsdaten
  • Laserwellenlänge (nm)
  • Erforderliche Brennweite (mm)
  • Eingangsstrahldurchmesser (mm)

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Optische Oberflächenkontamination/Degradation
Ursache: Akkumulation von Staub, Ölen oder chemischen Rückständen aus der Umgebung oder Handhabung, die zu reduzierter Lichttransmission, Streuung oder Absorption führen, möglicherweise aufgrund unzureichender Reinigungsprotokolle oder Kontaminationsexposition.
Mechanische Fehlausrichtung oder spannungsinduzierte Beschädigung
Ursache: Thermische Zyklen, Vibration oder unsachgemäße Montage verursachen Linsenverschiebung, Verzug oder Rissbildung, was die optische Leistung (z.B. Fokus, Ausrichtung) aufgrund von thermischen Ausdehnungsunterschieden oder mechanischem Schock verschlechtert.
Wartungsindikatoren
  • Sichtbarer Schleier, Flecken oder Verfärbungen auf Linsenoberflächen unter Inspektionslicht
  • Hörbares Klappern oder Geräusche loser Komponenten bei leichtem Schütteln, was auf innere Ablösung hinweist
Technische Hinweise
  • Implementieren Sie strenge Handhabungs- und Reinigungsprotokolle unter Verwendung von fusselfreien Materialien und zugelassenen optischen Reinigern, um Oberflächenschäden und Kontamination zu verhindern.
  • Konzipieren und warten Sie stabile Umgebungskontrollen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit) und verwenden Sie vibrationsdämpfende Halterungen, um thermische und mechanische Belastung der Baugruppe zu minimieren.

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen
ISO 10110-7:2017 (Optik und Photonik - Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme - Oberflächenfehlertoleranzen)ANSI Z80.1-2015 (Augenoptische Linsen - Verschreibungsanforderungen)DIN 3140-7:2019 (Optik und optische Instrumente - Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme - Teil 7: Oberflächenfehlertoleranzen)
Fertigungsgenauigkeit
  • Oberflächenform (Ebenheit): λ/4 bei 632,8 nm
  • Zentrierung (Dezentrierung): ±0,02 mm
Qualitätsprüfung
  • Interferometrische Oberflächentestung
  • MTF-Messung (Modulationstransferfunktion)

Hersteller von Fokussierlinse / Optikbaugruppe

Herstellerprofile mit passender Produktionsfähigkeit in China.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

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Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

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Häufige Fragen

Was ist der typische Brennweitenbereich dieser Fokussierlinse?

Die Brennweite liegt typischerweise zwischen 100 und 200 mm, aber der genaue Wert hängt vom spezifischen Modell und der Anwendung ab. Bestätigen Sie dies immer mit dem Hersteller für Ihren speziellen Aufbau.

Welche Materialien werden üblicherweise für die Optik verwendet?

Übliche Materialien sind Quarzglas (SiO₂), Zinkselenid (ZnSe) und Galliumarsenid (GaAs). Die Wahl hängt von der Laserwellenlänge ab; zum Beispiel wird ZnSe oft für CO₂-Laser bei 10,6 μm verwendet.

Was ist die Zerstörschwelle und warum ist sie wichtig?

Die Zerstörschwelle ist die maximale Energiedichte, die die Optik vor Beschädigung aushält, typischerweise 10–20 J/cm² nach ISO 11254. Das Überschreiten kann zu dauerhaften Schäden führen, daher ist es entscheidend, sicherzustellen, dass die Laserleistungsdichte innerhalb sicherer Grenzen bleibt.

Wie überprüfe ich die Oberflächenqualität der Optik?

Die Oberflächenqualität wird als Scratch-Dig nach ISO 10110 spezifiziert, typischerweise 20–10. Dies sollte mit dem Hersteller oder Lieferanten verifiziert werden, da es die optische Leistung und Lebensdauer beeinflusst.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Index v2.6.09 · Maschinen- und Anlagenbau

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.
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