Năm ứng dụng của laser bán dẫn công suất cao trong lĩnh vực công nghiệp

Mar 02, 2020 Để lại lời nhắn

Với sự phát triển của công nghệ chip bán dẫn và công nghệ quang học, công suất đầu ra của laser bán dẫn đã liên tục được cải thiện, chất lượng chùm tia đã được cải thiện đáng kể và nhiều ứng dụng đã thu được trong lĩnh vực công nghiệp. Hiện tại, công suất đầu ra và chất lượng chùm tia của laser bán dẫn công suất cao công nghiệp đã vượt qua laser YAG bơm đèn và gần với laser YAG bơm chất bán dẫn. Laser bán dẫn đã dần dần được áp dụng cho hàn nhựa, ốp và hợp kim, xử lý nhiệt bề mặt, hàn kim loại, v.v., và cũng đã đạt được một số tiến bộ ứng dụng trong việc đánh dấu, cắt và các khía cạnh khác.

Laser plastic welding

1.Hàn nhựa laser

Chùm tia của laser bán dẫn là một chùm tia phẳng, và sự phân bố không gian của cường độ ánh sáng mặt cắt ngang tương đối đồng đều. So với chùm tia của laser YAG, chùm tia của laser bán dẫn trong các ứng dụng hàn nhựa có thể có được tính nhất quán hàn và chất lượng hàn tốt hơn và có thể thực hiện hàn khe rộng. Các yêu cầu năng lượng của laser bán dẫn cho các ứng dụng hàn nhựa không cao, thường là 50 ~ 700W, chất lượng chùm tia nhỏ hơn 100mm / mrad và kích thước điểm là 0,5 ~ 5mm. Hàn với kỹ thuật này không làm hỏng bề mặt phôi, sưởi ấm cục bộ làm giảm ứng suất nhiệt trên các bộ phận nhựa, có thể tránh làm hỏng các thành phần điện tử nhúng và tốt hơn tránh nóng chảy nhựa. Bằng cách tối ưu hóa nguyên liệu thô và sắc tố, hàn nhựa laser có thể thu được màu tổng hợp khác nhau. Hiện nay, laser bán dẫn đã được sử dụng rộng rãi cho các thành phần hàn như thùng chứa kín, vỏ linh kiện điện tử, bộ phận ô tô và nhựa không đồng nhất.

laser cladding

2.Tấm ốp laser và xử lý nhiệt bề mặt

Xử lý nhiệt bề mặt hoặc ốp cục bộ các bộ phận kim loại có yêu cầu cao về khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn là một ứng dụng quan trọng của laser bán dẫn trong xử lý. Trên bình diện quốc tế, laser bán dẫn được sử dụng để ốp laser và xử lý nhiệt bề mặt có công suất từ 1 đến 6 kW, chất lượng chùm tia từ 100 đến 400 mm / mrad và kích thước điểm 2 × 2 mm 2 đến 3 × 3 mm 2 hoặc 1 × 5 mm 2. So với các laser khác, ưu điểm của ốp và xử lý nhiệt bề mặt với chùm tia laser bán dẫn là hiệu quả quang điện tử cao, hấp thụ vật liệu cao, chi phí bảo trì thấp, hình dạng điểm hình chữ nhật và phân phối cường độ ánh sáng đồng đều. Hiện nay, tấm ốp laser bán dẫn và xử lý nhiệt bề mặt đã được sử dụng rộng rãi trong điện, hóa dầu, luyện kim, thép, máy móc và các lĩnh vực công nghiệp khác, và đã trở thành một trong những phương tiện quan trọng để chuẩn bị vật liệu mới, sản xuất nhanh chóng và trực tiếp các bộ phận kim loại, và tái sản xuất xanh các bộ phận kim loại thất bại.

laser metal welding

3.Hàn kim loại laser

Laser bán dẫn công suất cao có nhiều ứng dụng trong hàn kim loại, từ hàn điểm chính xác trong ngành công nghiệp ô tô đến hàn dẫn nhiệt của vật liệu sản xuất và hàn trục ống. Chất lượng mối hàn của họ là tốt và không cần xử lý tiếp theo. Laser bán dẫn được sử dụng để hàn kim loại tấm đòi hỏi công suất 300-3000W, chất lượng chùm tia 40-150mm / mrad, kích thước điểm 0,4-1,5mm và độ dày của vật liệu hàn 0,1-2,5mm. Do đầu vào nhiệt thấp, biến dạng của các bộ phận được giữ ở mức tối thiểu. Laser bán dẫn công suất cao có thể thực hiện hàn tốc độ cao với các mối hàn mịn và đẹp. Nó có những lợi thế đặc biệt về mặt tiết kiệm lao động trong và sau khi hàn và rất phù hợp với các nhu cầu khác nhau của hàn công nghiệp. Nó sẽ dần dần thay thế các phương pháp hàn truyền thống.

laser marking

4.Đánh dấu Laser

Công nghệ đánh dấu laser là một trong những lĩnh vực ứng dụng lớn nhất của xử lý laser. Laser hiện đang được sử dụng bao gồm laser YAG, laser CO2 và laser bơm bán dẫn. Nhưng với việc cải thiện chất lượng chùm tia laser bán dẫn, máy khắc laser bán dẫn đã bắt đầu được sử dụng trong lĩnh vực đánh dấu.

laser metal cutting

5.Cắt laser

Việc áp dụng laser bán dẫn công suất cao trong lĩnh vực cắt bắt đầu muộn. Với sự hỗ trợ của chương trình "Hệ thống laser bán dẫn mô-đun" (MDS) của Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Đức, Viện Fraunhofer ở Đức đã phát triển một máy cắt laser bán dẫn với công suất 800W vào năm 2001. 0,4m / phút