Hoogvermogenlasers in industriële toepassingen

Met de ontwikkeling van halfgeleiderchiptechnologie en optische technologie is het uitgangsvermogen van halfgeleiderlasers continu verbeterd, is de bundelkwaliteit aanzienlijk verbeterd en zijn er meer toepassingen op industrieel gebied verkregen. Op dit moment hebben het uitgangsvermogen en de bundelkwaliteit van industriële high-power halfgeleiderlasers die van lamp-gepompte YAG-lasers overschreden en liggen ze dicht bij halfgeleider-gepompte YAG-lasers. Halfgeleiderlasers zijn geleidelijk toegepast op kunststoflassen, bekleden en legeren, oppervlaktebehandeling, metaallassen, enz., En hebben ook enige toepassingsvoortgang geboekt bij het markeren en snijden.

(1) Laslassen van lasers

De bundel van de halfgeleiderlaser is een platte topbundel en de ruimtelijke verdeling van de intensiteit van de dwarsdoorsnede is relatief uniform. In vergelijking met de YAG-laser kan de halfgeleiderlaser een betere lasuniformiteit en laskwaliteit bereiken bij toepassingen in kunststoflassen en kan hij uitgebreid naadlassen uitvoeren. De lastoepassingen vereisen geen hoge vermogensvereisten voor halfgeleiderlasers, typisch 50 tot 700 W, een bundelkwaliteit van minder dan 100 mm / mRad en een vlekgrootte van 0,5 tot 5 mm. Lassen met deze techniek beschadigt het oppervlak van het werkstuk niet. Plaatselijke verwarming vermindert thermische spanning op het plastic onderdeel, vermijdt schade aan de ingebedde elektronische componenten en voorkomt beter dat kunststof smelt. Door het optimaliseren van de grondstoffen en pigmenten, kan laserglaslassen verschillende synthetische kleuren bereiken. Momenteel worden halfgeleiderlasers op grote schaal gebruikt voor het solderen van afgedichte houders, behuizingen voor elektronische componenten, auto-onderdelen en verschillende kunststofcomponenten.

(2) Lasercladden en oppervlaktebehandeling

Oppervlaktebehandeling of gedeeltelijke bekleding van metalen onderdelen met hoge eisen aan slijtvastheid en corrosieweerstand is een essentiële toepassing van halfgeleiderlasers bij de verwerking. Internationaal hebben halfgeleiderlasers voor lasercladden en oppervlaktebehandeling een vermogen van 1 tot 6 kW, een bundelkwaliteit van 100 tot 400 mm / Mrad en een puntgrootte van 2 x 2 mm 2 tot 3 x 3 mm 2 of 1 x 5 mm 2. Vergeleken met andere lasers, zijn de voordelen van bekleding en oppervlaktebehandeling met een halfgeleiderlaserstraal een hoge elektro-optische efficiëntie, hoge materiaalabsorptiesnelheid, lage onderhoudskosten, rechthoekige vorm van de vlek en uniforme lichtintensiteitsverdeling. Op dit moment worden halfgeleiderlasercladding en oppervlaktehittebehandeling op grote schaal gebruikt in elektrische energie, petrochemie, metallurgie, staal, machines en andere industriële gebieden, en worden ze een van de kritische middelen voor nieuwe materiaalvoorbereiding, snelle directe vervaardiging van metalen onderdelen, en groene remanufacturing van defecte metalen onderdelen.

(3) Lasermetaallassen

Hoogvermogen halfgeleiderlasers hebben veel toepassingen bij het lassen van metalen. Toepassingen variëren van nauwkeurig puntlassen in de automobielindustrie tot thermisch geleidingslassen van productiematerialen en axiaal lassen van pijpen. De halfgeleiderlaser die wordt gebruikt voor plaatmetaallassen heeft een vermogen van 300 tot 3000 W, een bundelkwaliteit van 40 tot 150 mm / Mrad, een puntgrootte van 0,4 tot 1,5 mm en een dikte van het hechtmateriaal van 0,1 tot 2,5 mm. Vanwege de lage warmte-inbreng wordt de vervorming van het onderdeel tot een minimum beperkt. Hoogvermogen halfgeleiderlasers kunnen met hoge snelheden worden gelast en de lassen zijn glad en mooi. Ze hebben unieke voordelen bij het besparen van arbeid tijdens en na het lassen en zijn zeer geschikt voor verschillende behoeften van industrieel lassen. Het zal geleidelijk de traditionele lasmethoden vervangen.

(4) Lasermarkering

Lasermarkeringstechnologie is een van de essentiële toepassingen voor laserverwerking. Momenteel gebruikte lasers zijn YAG-lasers, CO2-lasers en halfgeleiderpomplasers. Met de verbetering van de kwaliteit van halfgeleiderlaserstralen zijn echter halfgeleiderlasermarkeermachines begonnen te worden gebruikt in het markeerveld. Het Duitse LIMO heeft een straalkwaliteit van 5 mm geïntroduceerd? Mrad's 50W halfgeleiderlaser met directe output en 50μm vezelgekoppelde 25W halfgeleiderlaser met output voldoen aan de vereisten van de laser voor het uitgangsvermogen en de bundelkwaliteit voor markeertoepassingen.

(5) Lasersnijden

De toepassing van CO2-laserbuizen op het gebied van snijden begon laat. Gesteund door het "Modular Semiconductor Laser System" (MDS) -programma van het Duitse ministerie van Onderwijs en Onderzoek, ontwikkelde het Duitse instituut voor onderzoek en ontwikkeling in 1980 een halfgeleidende lasersnijmachine met een vermogen van 800W, waarmee stalen platen met een dikte van 10 mm kunnen worden gesneden en snijsnelheid. Het is 0,4 m / min.

Over het algemeen worden lasers met een groot vermogen steeds meer gebruikt in de industrie. We zullen in 2019 veel nieuwe producten ontwikkelen om aan industriële maatwerkbehoeften te voldoen.