В последние годы прогресс отечественного волоконного лазера очень очевиден, сформировал маршруты высокой мощности, высокой яркости, высокой интеграции и других технологий, в приложениях обработки материалов продолжают исследовать новые рыночные возможности, становятся важной движущей силой промышленного развития. . С другой стороны, поскольку неметаллические материалы в новой энергетике, биомедицине, новых дисплеях и других развивающихся отраслях все более широко используются, лазерная обработка для замены традиционного процесса также стала важным направлением развития отрасли.
Что такого особенного в лазерах с длиной волны 2 мкм?
С принципиальной точки зрения, полоса шириной 2 мкм находится в зоне безопасности человеческого глаза и имеет хорошие спектры поглощения NO, H2O, CO2 и т. д., которые могут применяться в лидарах, космической связи, биомедицине, обработке материалов и других областях. направления.
По оценкам, в области обработки материалов обработка металлов занимает более 85% рынка промышленных лазеров, тогда как обработка неметаллов в настоящее время занимает менее 15% доли. В настоящее время Европа, США и Япония в разработке и разведке процесса неметаллической переработки занимают лидирующие позиции. Из-за того, что процесс еще не достаточно развит, а также необходимы различные материалы, подходящие для различной мощности и длины волны лазера, отечественной области обработки неметаллов не уделяется особого внимания. В последние годы на фоне энергосбережения и сокращения выбросов применение неметаллических материалов становится все более популярным.
Если взять в качестве примера автомобильную промышленность, то «замена стали пластиком» становится важной инициативой по снижению веса, а количество пластика, используемого как в наружных, так и в внутренних декоративных деталях, увеличивается. В связи с постоянным улучшением твердости, прочности и растягивающих свойств конструкционных пластиков, пластиковые окна, двери, рамы и даже более важные автомобильные детали используют пластик для замены стали. И это будет способствовать дальнейшей популяризации применения лазерной обработки неметаллических материалов.
С точки зрения диапазона волн, лазер 2 мкм очень привлекателен при обработке материалов, особенно при обработке пластмасс. Большинство подобных пластиковых материалов в районе 2 мкм имеют достаточно сильное поглощение, поэтому вы можете напрямую обрабатывать материалы, используя поглощенную энергию. резка, сплавление и маркировка. В связи с развитием потребностей в обработке неметаллических материалов, лазеры с длиной волны 2 мкм стали горячей точкой для исследований в области волоконных лазеров за последнее десятилетие.
Помимо обработки металлов, новое направление развития волоконного лазера
Для дальнейшего удовлетворения потребностей приложений, «невидимый чемпион» в области отечественных волоконных лазеров, компания Jiepute выпустила новое поколение 2-мкм непрерывных волоконных лазеров, легированных тулием, со средней выходной мощностью 200 Вт и центральной длиной волны 1940 нм. , отвод тепла с водяным охлаждением и конструкция выдвижного типа, с высокой эффективностью электрооптического преобразования, низким энергопотреблением, отсутствием регулирования и обслуживания, гибким выходом волоконной проводимости и высокой эффективностью электрооптического преобразования. Он имеет множество преимуществ, таких как высокая эффективность электрооптического преобразования, низкое энергопотребление, отсутствие регулировки и обслуживания, гибкая выходная мощность оптоволокна, компактная структура, небольшой объем, легкий вес, простота в обращении и транспортировке и т. д., что обеспечивает идеальный свет. источник для биомедицины, резки и сварки пластмасс, мониторинга окружающей среды и других приложений.
Лазерная сварка пластмасс открывает новые рынки применения
Лазерная сварка пластмасс также известна как лазерная трансмиссионная сварка: лазер производит луч света, сфокусированный на свариваемой области, то есть лазерный луч, проходящий через верхнюю часть, в двух частях контактной поверхности, поглощается другая часть формирования зоны теплового воздействия (сварного шва). Пластик в термоактивируемой зоне плавится, а макромолекулы пластика в термоплавком состоянии диффундируют друг в друга под сварочным давлением, создавая силы Ван-дер-Ваальса, которые затем плотно соединяют две детали между собой.
По сравнению с традиционными процессами сварки, такими как склеивание, сварка горячим расплавом, ультразвуковая сварка, вибрационная сварка и т. д., лазерная сварка пластмасс имеет преимущества отсутствия физического контакта, хорошего плавного и чистого сварочного эффекта и высокой степени автоматизации. Поскольку ПП, ПК, ПММА и другие термопласты с коэффициентом поглощения света в диапазоне 2 мкм по сравнению с длинами волн видимого света и ближнего инфракрасного диапазона значительно улучшились, использование лазерной сварки волоконным лазером, легированным тулием, толщиной 2 мкм является более конкурентоспособным.
Скорость проникновения различных материалов в разные длины волн лазерного света.
В автомобильной промышленности материалы ПК составляют около 50% пластиковых материалов в фарах, которые обычно используются для корпусов автомобильных задних фонарей и декоративных панелей, в то время как материалы ПП составляют около 30% пластиковых материалов в фарах, которые обычно используются. для задней крышки заднего фонаря, обшивки и направляющих проводов, а также корпусов и задней крышки фар. ПММА имеет превосходные оптические свойства, коэффициент пропускания до 90% -92%, показатель преломления 1,49, высокую твердость поверхности и отличные общие характеристики, в основном используется в качестве оптически прозрачных изделий, задних фонарей, внешнего световодного зеркала и внутреннего освещения. направляющий материал.
Испытание сварки материалов ПП, ПК и ПММА с помощью 2-мкм непрерывного волоконного лазера Jabil, легированного тулием, позволяет добиться однородных и однородных сварных швов, плоских и гладких, без пористости и пережога. При сварке материала ПК сила сдвига превысила 1300 Н при ширине сварного шва 1,5 мм, и основной материал был разрушен, в то время как при сварке материала ПП сила сдвига превысила 1000 Н при ширине сварного шва 2 мм, и основной материал был сломан, а при При сварке материала ПММА усилие сдвига превысило 800 Н при ширине сварного шва 1,3 мм, и основной материал был разрушен.
При сварке гетерогенных материалов волоконный лазер непрерывного действия, легированный тулием, длиной волны 2 мкм от Jabil по-прежнему работает очень хорошо. После испытания, путь сварки тестовой пластины с черным образцом ПК через + PMMA гладкий и последовательный, можно получить эффективный сварочный эффект; PMMA через + PC черный образец пластины на пути тестовой сварки показал небольшие колебания, разрушение базового материала при испытании на силу растяжения, может получить эффективный сварочный эффект.
Лазерная сварка пластика в настоящее время в основном используется в лампах, автомобильных приборных панелях, автозапчастях и других пластиковых деталях. По данным Китайской ассоциации автопроизводителей, с января по сентябрь объем производства и продаж автомобилей в Китае составил 2107,5 млн единиц и 2106,9 млн единиц, увеличившись на 7,3% и 8,2% соответственно, что позволяет сохранить стабильную тенденцию роста. С быстрым развитием новых энергетических транспортных средств в Китае спрос на переработку пластмасс становится все более и более высоким. В качестве нового сварочного процесса будет и дальше популяризироваться волоконный лазер 2 мкм.
Помимо сварки пластика, широко используется лазер 2 мкм.
Биомедицинские анализаторы обычно должны быть стерильными, в них не должны использоваться никакие химические вещества и т. д. Лазерная сварка как метод бесконтактной сварки особенно подходит для производства подобных изделий. В области медицинского оборудования лазерная сварка пластмасс в основном используется в инъекционных системах, медицинской электронике, различных искусственных трансплантатах и изделиях для стомы и так далее.
Помимо сварки пластмасс, лазер 2 мкм имеет подходящий пик поглощения в воде, что особенно подходит для медицинских применений, позволяя лазеру проникать в кожу на глубину не более нескольких сотен мкм. Биологические ткани, основным компонентом которых является вода, обладают высоким поглощением лазера с длиной волны 2 мкм, что позволяет достичь очень маленькой площади нагрева, что обеспечивает точную резку и быстрый гемостаз и является лучшим выбором для многих хирургических процедур.
Размер зоны микродействия всего 50 мкм может сохранять каркас рогового слоя неизменным, реализовывать эпидермис новорожденного и восстанавливать, кратковременно восстанавливать; лазерное точное воздействие на дерму, может стимулировать микроинвазивный механизм кожи, полную регенерацию и ремоделирование коллагена; и в то же время необходимо динамическое время импульса в микросекундах, высокоскоростной переходной процесс в килогерцах, быстрый и комфортный опыт, вот преимущества лазера 2 мкм!
Согласно отчету исследовательской организации Allied Market Research, мировой рынок лазерной медицины достиг 5,116 млрд долларов США в 2016 году и, как ожидается, увеличится до 12,586 млрд долларов США в 2023 году, при этом среднегодовой темп роста составит около 13,6%. Исследование рынка лазерной медицины Китайской ассоциации производителей медицинского оборудования показывает, что в большинстве крупных больниц Китая в настоящее время созданы лазерные медицинские центры. Ожидается, что благодаря постоянным прорывам в ключевых технологиях китайская лазерная медицинская промышленность откроет новый взрывной период. Лазер с длиной волны 2 мкм также станет идеальным источником света!
Краткое содержание
По сравнению с обработкой металлов обработка неметаллических материалов, таких как пластмассы, требует более высокого качества источника света и процесса. Компания Jabil работает в области лазеров уже много лет и владеет технологиями импульсных, непрерывных, полупроводниковых и сверхбыстрых лазеров, а также основными технологиями автоматизации. Волоконный лазер непрерывного действия с длиной волны 2 мкм, легированный тулием, поможет открыть рынок для новых лазерных применений и обеспечит промышленную цепочку более конкурентоспособным источником света!
