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获国内国外加工市场的青睐,激光切割机的新机遇和突破

来源:www.laser08.com 时间:2022-06-17 点击:1009
获国内国外加工市场的青睐,激光切割机的新机遇和突破:激光切割是一种可对不同厚度的金属和非金属材料进行切割,使激光束通过光学系统,充分穿透材料达到切割效果的切割方法。与传统刀具切割方式相比,激光切割不影响材料本身,对切割头无磨损,切割速度高,适应性强,灵活,可提高加工效率,降低加工成本,提高零件质量。顾名思义,激光切割机控制器是激光切割机系统的“大脑”。
在其他条件相同的情况下,激光功率越高,加工速度越快,生产效率越高。随着我国大功率激光切割市场的发展,对控制系统的需求也随之增加。
目前,家用中低功率激光切割控制系统已有效实现进口替代,性能良好,综合经济效益好。
随着家用激光产业的快速发展,本土企业也在加速更新家用激光设备、激光器和激光控制系统。中长期来看,由于激光加工(激光切割、焊接)的渗透率不断提高,应用场景不断发展(3C、电池、光伏系统等),我国激光加工市场正在成为快速增长的市场趋势。
目前,下游激光切割机制造商使用的高质量智能切割头大部分是从国外进口的,很难与他们的控制系统进行非常精确的匹配。 ,这会导致切割效率降低,甚至损坏机器。世界级厂商更倾向于自主研发激光切割头,将激光切割控制系统和切割头合二为一,提高整机效率和稳定性,打造高科技壁垒。
一是上海的逐步复苏并没有让疫情走开:15分钟核酸检测圈的建设,正好解决了新冠疫情最严重的问题。疫情将永远是无限期的,直到它恢复正常。建立、调试、扩大客户群和测试新项目产品需要时间和稳定的环境。
第二,现代全球经济面临的挑战不容忽视。近年来,与全球排水相关的通货膨胀风险一直很高。农产品、能源、有色金属等大宗商品价格处于高位或迈向新高。全球供应链也受到价格、供应和地缘政治的影响。
自1960年第一台激光诞生以来,经过60多年的发展,激光作为最锋利、最灵敏的刀具逐渐走进了我们的生活。激光与生物、治疗与诊断与药物的结合正逐渐成为日常激光治疗、激光手术和激光诊断的一部分。在装备制造中,高功率激光器件在航空航天、汽车、高速、造船等先进装备制造应用的切割、焊接、测量、打标等步骤中发挥着越来越重要的作用。在微细加工领域,超短脉冲激光器在光伏器件、液晶显示器、半导体、发光二极管、OLED等的钻孔、开槽、表面织构、表面改性、修整、清洗等连接中发挥了不可或缺的作用。字段。的能量。 † 随着固态泵浦技术经过多年的发展迅速发展,1μm近红外激光器已形成完整的产业链,处于工业加工应用的核心。特别是,1 m NIR 光纤激光器已成为最常用的激光器类型,这得益于:
铜是仅次于铁和铝的世界第三大金属。铜是现代工业加工中最常用的金属材料之一。铜产业链终端需求结构跨越航空航天、高铁、智能终端产品、电子通信、汽车等30多个细分行业,是先进工业应用的重要指标。目前流行的1微米波长范围的红外光纤激光器由于铜吸收性差,在处理铜材料时存在飞溅高、穿透深度不受控制等缺点。
常用金属材料对不同激光波长的吸收曲线表明,不同激光辐射在不同波长下的吸收率差异很大。在常温下,铜对近红外(约1m)的吸收系数小于5%,所以用红外光对铜材料的加工能力很低,95%的激光辐射和激光本身都被反射。它已损坏;铜对绿色波长(515 nm 和 532 nm)的吸收率可高达 40%。材料本身对激光波长的选择性要求高反射材料精密加工的理想波长是短波长(≤700 nm)。
与短波紫外激光器相比,目前材料科学的瓶颈无法支撑实现稳定高效的紫外激光器。功率大于 100 W 的紫外激光器非常罕见。相反,得益于多个国家研究人员的努力,商用绿光激光器近年来取得了长足的进步。德国的通快和美国的 IPG 通过平板激光技术和光纤激光技术实现了超过 3 千瓦和 1 千瓦的超高绿光输出。
高功率绿光 CW 激光器在铜材料的 3D 打印和精密焊接中发挥着非常重要的作用,这是当今工业应用中的两大挑战。
14、在2021年中国国际电池技术展览会上,德国首次展示了3kW大功率连续绿激光激光器。该产品平均功率可达3千瓦,是目前绿光激光器中功率最大的,非常适合焊接铜、铝等反光材料。绿激光(1000-3000W),尤其是在锂电池领域,以新能源驱动的汽车电池为代表,可以焊接多达120层的铜箔,几乎没有突起,穿透深度精确可控。此外,强绿光在3D打印纯铜材料时也有很大优势。目前,家用的大功率绿光激光器还是空的。
高反射金属焊接
由于铜材料独特的导电性,铜材料被广泛用于锂电池的制造,特别是在以新能源为动力的汽车动力电池中。目前,高功率红外光纤激光器仍广泛用于铜焊接。与红外线相比,绿铜的焊接效率更高,飞溅少。喷涂对电池处理是致命的,溢出会影响制造安全、性能和电池寿命。
随着熔点从 0 增加到 1400 K,铜对红外光的吸收从 5% 缓慢增加到 10% 左右;随着铜达到其熔点(1400 K),红外激光激光器中铜的吸收率增加。从 10% 增加到 17% 左右,然后随着温度的继续升高慢慢增加吸收率。这种在熔点前后吸收的突然变化会导致一些熔融材料以飞溅的形式开裂,也可能导致小孔塌陷,因此需要重新启动整个过程。尤其是锂电池的后焊,焊接功率直接影响电池的价格。
绿线代表铜绿光在 20°C(固态)和 1600°C(熔融态)下的吸收。室温20℃时,铜为固态时,绿光带的吸收率约为40%,而当温度升至1600℃,铜处于熔融状态时,吸收率下降约 5%。即,铜熔化后绿光的吸收略有下降。此功能允许在加工铜时制作小而稳定的孔,并且几乎可以无飞溅。这是绿激光相对于红外激光焊接的明显优势。
铜材料因其优异的导热性和导电性而广泛用于现代制造业。例如,航空航天、高铁、汽车等行业对纯铜3D打印技术有直接需求。
波长为1μm的单模近红外光纤激光器目前被用作金属材料3D打印的激光源。波长为1μm的单模近红外激光器的缺点是铜材料的吸收系数低,对温度影响大,导致打印密度低,可靠性差。的过程。绿激光作为高反射金属材料3D打印的最佳光源,纯铜材料3D打印可以很好地解决相关问题,密度达到99.95%以上。
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