Laser ad alta potenza in applicazioni industriali

Con lo sviluppo della tecnologia dei chip a semiconduttori e della tecnologia ottica, la potenza di uscita dei laser a semiconduttore è stata continuamente migliorata, la qualità del fascio è stata notevolmente migliorata e sono state ottenute più applicazioni nel campo industriale. Allo stato attuale, la potenza in uscita e la qualità del fascio dei laser industriali a semiconduttore ad alta potenza hanno superato quella dei laser YAG pompati a lampada e sono vicini ai laser YAG con pompaggio di semiconduttori. I laser a semiconduttore sono stati gradualmente applicati alla saldatura, al rivestimento e alla lega di materie plastiche, al trattamento termico superficiale, alla saldatura dei metalli, ecc. E hanno anche fatto progressi nell'applicazione della marcatura e del taglio.

(1) Saldatura laser di plastica

Il raggio del laser a semiconduttore è un raggio piatto e la distribuzione spaziale dell'intensità della sezione trasversale è relativamente uniforme. Rispetto al laser YAG, il laser a semiconduttore può ottenere una migliore uniformità di saldatura e qualità di saldatura nelle applicazioni di saldatura di plastica e può eseguire saldature di cucitura estese. Le applicazioni di saldatura non richiedono requisiti di potenza elevati per i laser a semiconduttore, tipicamente da 50 a 700 W, qualità del fascio inferiore a 100 mm / mRad e dimensioni spot da 0,5 a 5 mm. La saldatura con questa tecnica non danneggia la superficie del pezzo. Il riscaldamento locale riduce lo stress termico sulla parte in plastica, evita danni ai componenti elettronici incorporati e evita il più possibile lo scioglimento della plastica. Ottimizzando le materie prime e i pigmenti, la saldatura laser plastica può ottenere diversi colori sintetici. Allo stato attuale, i laser a semiconduttore sono stati ampiamente utilizzati per saldare contenitori sigillati, custodie per componenti elettronici, parti automobilistiche e vari componenti in plastica.

(2) Rivestimento laser e trattamento termico superficiale

Il trattamento termico superficiale o il rivestimento parziale di parti metalliche con requisiti elevati di resistenza all'usura e alla corrosione è un'applicazione essenziale dei laser a semiconduttore nella lavorazione. A livello internazionale, i laser a semiconduttore per il rivestimento laser e il trattamento termico superficiale hanno una potenza da 1 a 6 kW, una qualità del fascio da 100 a 400 mm / Mrad e una dimensione spot di 2 x 2 mm 2 a 3 x 3 mm 2 o 1 x 5 mm 2. Rispetto agli altri laser, i vantaggi del rivestimento e del trattamento termico superficiale con un raggio laser a semiconduttore sono alta efficienza elettro-ottica, alto tasso di assorbimento del materiale, basso costo di manutenzione, forma rettangolare del punto e distribuzione uniforme dell'intensità luminosa. Allo stato attuale, il rivestimento laser a semiconduttore e il trattamento termico superficiale sono stati ampiamente utilizzati in energia elettrica, petrolchimica, metallurgia, acciaio, macchinari e altri settori industriali e diventano uno dei mezzi fondamentali per la preparazione di nuovi materiali, la produzione diretta rapida di parti metalliche, e rigenerazione verde delle parti metalliche guaste.

(3) Saldatura laser al laser

I laser a semiconduttore ad alta potenza hanno molte applicazioni nella saldatura dei metalli. Le applicazioni spaziano dalla saldatura a punti di precisione nell'industria automobilistica alla saldatura a conduzione termica dei materiali di produzione e alla saldatura assiale dei tubi. Il laser a semiconduttore utilizzato per la saldatura di lamiere comporta una potenza da 300 a 3000 W, una qualità del fascio da 40 a 150 mm / Mrad, una dimensione del punto da 0,4 a 1,5 mm e uno spessore del materiale di unione da 0,1 a 2,5 mm. A causa del basso livello di calore, la distorsione del pezzo è ridotta al minimo. I laser a semiconduttore ad alta potenza possono essere saldati alle alte velocità e le saldature sono lisce e belle. Hanno vantaggi unici nel risparmiare manodopera durante e dopo la saldatura e sono molto adatti per le diverse esigenze di saldatura industriale. Sostituirà gradualmente i metodi tradizionali di saldatura.

(4) Marcatura laser

La tecnologia di marcatura laser è una delle applicazioni essenziali per l'elaborazione laser. I laser attualmente usati sono laser YAG, laser a CO2 e laser a pompa a semiconduttore. Tuttavia, con il miglioramento della qualità dei raggi laser a semiconduttore, le macchine per la marcatura laser a semiconduttore hanno iniziato ad essere utilizzate nel campo della marcatura. Il LIMO tedesco ha introdotto una qualità del raggio di 5 mm? Il laser a semiconduttore con uscita diretta da 50 W di Mrad e il laser a semiconduttore con uscita accoppiata in fibra da 50 μm hanno soddisfatto i requisiti di potenza del laser e di qualità del fascio per le applicazioni di marcatura.

(5) Taglio laser

L'applicazione di tubi laser a CO2 nel campo del taglio è iniziata in ritardo. Supportato dal programma "Modular Semiconductor Laser System" (MDS) del Ministero dell'Istruzione e della Ricerca tedesco, nel 1980 l'Istituto tedesco di ricerca e sviluppo ha sviluppato una macchina per il taglio laser a semiconduttore con una potenza di 800 W, che può tagliare lastre di acciaio di 10 mm di spessore e velocità di taglio È 0.4m / min.

In generale, i laser ad alta potenza sono sempre più utilizzati nel settore. Svilupperemo molti nuovi prodotti nel 2019 per soddisfare le esigenze di personalizzazione industriale.