Hallo Christian,
gar keine Frage, die 105 Stunden in drei Jahren sind so gut wie "Nichts". Da sind wir uns auch ohne Probleme einig
Da ich mir schon dachte, dass die Frage aufkommen wird, erkläre ich das nun etwas genauer, dann können wir in Zukunft auf dieses topic verweisen.
So eine sealed Lasertube ( also eine geschlossene Glasröhre ) besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten :
- Dem Output coupler, mit einem Wasser gekühlten Ausgangsfenster aus ZnSe, also Zinkselenid. Das gleiche Material, aus der auch die Fokuslinse zusammengesetzt ist.
- Dem Gaskörper, hier wird in der dünnen Röhre in der Mitte der Plasmastrahl gebildet. Diese innere Röhre ist umgeben von dem Kühlrohr, wo das Kühlwasser durchfließt und diese beiden sind umgeben von dem großen Glaskörper, welches als Gasreservoir und als Erholungsstrecke dient.
Das innerste Glasrohr und das äußerste Glasrohr sind durch eine Kühlschlange aus Glas miteinander verbunden.
- Dem High reflector, mit einem Wasser gekühlten 100% Spiegel.
Diese drei Komponenten bilden als Einheit eine sogenannte Resonanzstrecke. Damit man das zusammen auch fest verbinden kann, sind diese drei Komponenten miteinander verklebt. Früher hat man dafür einen Zementkleber benutzt und heute sind das ggf. 2-Komponentenkleber.
Damit ist die Laserröhre geschaffen und nun kommen wir zu dem Gasinhalt.
Eine CO2 Laserröhre benötigt ein Gasgemisch. Damit man nicht irrsinnig hohe Hochspannung benutzen muss, findet alles im leichten Unterdruck statt.
Also wird dieser Gaskörper ( mit dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr ) evakuiert und es kommt ein Gasgemisch da rein und besteht im Wesentlichen meist aus drei Komponenten.
Hier der Menge nach aufgelistet :
Stickstoff
Helium
Kohlendioxid ( nur ein paar Prozent )
Der Hauptanteil in einem CO2 Laser ist Stickstoff, dann kommt jede Menge Helium und ein klein wenig Kohlendioxid.
Das Gasgemisch ist meistens eine "Geheime" Mischung im prozentuale Bereich. Viel Wirbel um nichts, weil ein CO2-Laser ist als Eigenbau recht schnell selber gebaut, wenn man sich für sowas interessiert.
Alles befindet sich nach wie vor im Unterdruckbereich, damit die Hochspannung es einfacher hat, durch das Gasgemisch zu kommen. Würde alles im Normaldruck oder Überdruck stattfinden, würde man wesentlich mehr Hochspannung benötigen. Die Hochspannungsnetzteile würden größer werden.
So, jetzt kommt der eigentliche part, warum eine CO2-Laserröhre nicht ewig hält und vielleicht ahnst du es schon.
Es ist das Helium.
Wasserstoff und Helium ( Wasserstoff befindet sich oben links im Periodensystem der Elemente und Helium oben rechts im Periodensystem der Elemente ) sind beides kleine Wunderkinder, haben aber eine extrem unangenehme Eigenschaft -> Diese beiden diffundieren durch alle anderen, aus dem Periodensystem der Elemente geschaffenen Stoffe einfach durch.
Das Helium ist lebenswichtig für eine CO2-Laserröhre und haut nun, Atömchen für Atömchen, nach und nach aus deiner Laserröhre ab und geht nun woanders spielen.
Es verbraucht sich also nicht das Kohlendioxid, wie immer angenommen, sondern das Helium flüchtet in die Freiheit.
Das geschieht eigentlich dann meist so, wie du das oben schon erwähnt hattest, dass die Röhre nach und nach an Leistung verliert.
Das Helium diffundiert am einfachsten durch die beiden Klebestellen ab, die Glaskörper selber bilden da wesentlich mehr Widerstand.
So... das war Punkt 1.
Punkt 2 und da möchte ich dich vorwarnen, ist dein Satzteil von oben mit " von 100 auf 0 ".
Das kann man nämlich eindeutig zweideutig interpretieren
Der Flux gibt beim starten der Laserröhre, also beim Starten des Jobs/Anwählen des roten Leistungsbereiches, ja einen Warnhinweis, wenn du den grün/gelben Leistungsbereich verlässt und reingehst in den roten Bereich. Das machen die von Flux nicht, um den Anwender zu ärgern, sondern um die Röhre zu schonen.
Eine CO2-Laserröhre kann man problemlos Überbestromen, sprich, man Jagd mithilfe der Hochspannung einen zu hohen Strom durch die Röhre, wenn sich das Plasma gebildet hat. Die Röhre wird gestresst und man hat keinen wirklichen Mehrgewinn an Laserleistung. Im Gegenteil, es ist sogar sehr gut möglich, der bei Überbestromung die Laserleistung sinkt und die Gefahr eines Sputtering-Effektes steigt deutlich an. Hier schlagen dann freie Elektronen in den Spiegel ein und machen diesen nach und nach blind und die Einschlageffekte verseuchen das Gasgemisch.
Auch steigt durch eine Überbestromung die Kühlwassertemperatur, die dann eventuell nicht mehr vom Radiator abgefangen wird. Die Kühlwassertemperatur kann dann nach und nach steigen. Das stresst die Röhre zusätzlich. Eine zu hohe Kühlwassertemperatur lässt die Laserleistung wiederum sinken. Das Gasgemisch kann sich schlechter regenerieren. Deswegen soll man auch nicht zu lange mit hoher Leistung lasern. Irgendwann schaltet von sich aus die Röhre ab, der Laserstrahlbildungsprozeß ist unterbrochen und die Röhre muss erst runterkühlen und das Gasgemisch muss sich regenieren.
Auch eine ständige Änderung der Umgebungstemperatur macht der Röhre zu schaffen.
Da die Röhre aus mehreren Komponenten besteht und auch noch aus Klebestellen, haben diese Stoffe unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten, was dazu führt, dass sich im Klebstoff Mikrorisse bilden.
Macht dein Laser also ständig einen Wechsel von einer warmen Umgebung in eine kalte Umgebung ( hier fällt mir jetzt z.B. ein Weihnachtsmarkt ein )
und wieder zurück, dann killst du damit unwissentlich die Röhre.
Ein Mikroriss ist ein Mikroriss und ein Unterdruck ist ein Unterdruck und Normaldruck, damit wir leben können, bricht dem armen Ding das Genick. Der Normaldruck dringt in die Röhre ein und Aus die Maus. Das wars.....
Das waren jetzt "three ways to die", such dir einen aus
Dass ab und zu Kühlwasser nachgefüllt werden muss, ist normal. Der Kühlkreislauf ist nicht dampfdicht und das ist auch gut so, weil der Dampfdruck und der Umgebungsdruck auf die Röhre einwirken und das filigrane Glasgebilde mag gar keine mechanischen Kräfte. Das könnte dann "Knack" machen und das war es dann. Wechselt jetzt noch ständig der Umgebungsdruck, beschleunigt man dieses "Verdampfen" zusätzlich.
Theoretisch könnte man eine Glasröhre refillen... nur finde mal einen Glasbläser, der sich die Arbeit macht, die Anschlussstopfen zu öffnen, dann ein neues Stück Glasrohr auf den alten Anschluss aufsetzt, dann die Röhre evakuiert, diese dann spült mit Stickstoff, dann wieder evakuiert, das Gasgemisch einfüllt und auf einen bestimmten Unterdruck bringt und das ganze dann wieder versiegelt. So irre sind noch nicht mal die Chinesen. Der Aufwand ist dermaßen groß, das lohnt sich nicht. Und dann ist man immer noch nicht auf der sicheren Seite, weil versuche mal den Klebstoff zu entfernen, der die drei Komponenten verbindet und neu zu machen.
Und jetzt kommt noch das Risiko vom hin und her Versenden hinzu... Vergiss den Gedanken einfach wieder
Dafür wurden früher längs durchströmte Röhren gebaut, die mit einer Gasmischanlage verbunden waren und immer wieder das Gasgemisch in der Röhre ausgetauscht haben. Die ersten Metallschneidelaser waren so aufgebaut. Die gibt es auch heute noch, gar keine Frage, aber der Aufwand ist immens hoch und teuer. Deswegen haben sich irrsinnig schnell die Faserlaser im Metallschneidebereich durchgesetzt. Der ganze Krempel fällt dann nämlich weg, man spart Platz und Energie und Gasflaschen.
Da alles hochgradig reine Gase sein müssen, also der Verschmutzungsanteil durch andere Atömchen im Flascheninhalt wahnsinnig gering sein muss, sind diese Gase zus. extrem teuer. Helium an sich ist schon teuer, aber als hochreine Version, genau wie bei Stickstoff und Kohlendioxid zahlt man für eine 200bar Flasche mal ganz schnell 3000 Euro und mehr.
Du siehst, mit deinem Barpreis von ein paar hundert Euro für eine 60 Watt Röhre kommst du preiswert weg.
Das Lagern einer Röhre ist immer ein Risiko, wegen der thermischen Belastungen. Deswegen geben die meisten nur verkürzte Garantie auf so eine Röhre. Am besten in einem temperaturstabilen kühlen Keller oder im Bettkasten lagern
Ich hoffe, ich konnte dich etwas näher an die Technik bringen.
Wollen wir mal hoffen, dass es bei deinem Laser an der Röhre lag und du so schnell wieder lasern kannst und meiner einer, sowie das ganze Cameo-Team wünschen dir frohe Feiertage und einen guten Rutsch in das neue Jahr
Gruß
Michael