În ultimii ani, progresul laserului cu fibră internă este foarte evident, a format o putere mare, luminozitate ridicată, integrare ridicată și alte rute tehnologice, în aplicațiile de prelucrare a materialelor continuă să exploreze noi oportunități de piață, să devină o forță motrice importantă pentru tracțiunea dezvoltării industriale . Pe de altă parte, deoarece materialele nemetalice din noua energie, biomedicală, noi afișaje și alte industrii emergente din ce în ce mai utilizate pe scară largă, prelucrarea cu laser pentru a înlocui procesul tradițional a devenit, de asemenea, o direcție importantă pentru dezvoltarea industriei.
Ce este atât de special la laserele de 2μm?
Din punct de vedere al principiului, banda de 2μm se află în banda de siguranță a ochiului uman, cu spectre bune de absorbție pentru NO, H2O, CO2 etc., care pot fi aplicate la LIDAR, comunicații spațiale, biomedicale, procesare de materiale și altele. directii.
În domeniul prelucrării materialelor, prelucrarea metalelor este estimată a ocupa mai mult de 85% din piața laserului industrial, în timp ce prelucrarea nemetalice ocupă în prezent mai puțin de 15% din cotă. În prezent, Europa, Statele Unite ale Americii și Japonia în procesul de dezvoltare nemetalice de procesare și explorare în poziția de lider. Datorită procesului nu este suficient de matur, împreună cu nevoia de materiale diferite, aplicabile la putere diferită, lungime de undă a laserului, intern în domeniul prelucrării nemetalice nu este multă atenție. În ultimii ani, pe fondul economisirii energiei și al reducerii emisiilor, aplicarea materialelor nemetalice a devenit din ce în ce mai populară.
Luând ca exemplu industria auto, „înlocuirea oțelului cu plastic” devine o inițiativă importantă pentru ușurare, iar cantitatea de materiale plastice utilizate atât în piesele decorative exterioare, cât și interioare este în creștere. Odată cu îmbunătățirea continuă a durității, rezistenței și proprietăților la tracțiune ale materialelor plastice de inginerie, ferestrele din plastic, ușile, cadrele și și mai multe piese auto critice folosesc plastic pentru a înlocui oțelul. Și acest lucru va conduce și mai mult popularizarea aplicațiilor de prelucrare cu laser pentru materiale nemetalice.
Din punctul de vedere al benzii de undă, laserul de 2 μm este foarte atractiv în prelucrarea materialelor, în special în prelucrarea plasticului, majoritatea materialelor plastice similare din vecinătatea 2 μm au o absorbție suficient de puternică, astfel încât să puteți prelucra direct materialul, cu energia absorbită poate fi tăiere, topire și marcare. Pe baza dezvoltării nevoilor de prelucrare a materialelor nemetalice, laserele de 2μm au devenit un punct fierbinte pentru cercetarea în domeniul laserelor cu fibră în ultimul deceniu.
În afara procesării metalelor, noua direcție de dezvoltare a laserului cu fibră
Pentru a satisface în continuare nevoile aplicației, „campionul invizibil” în domeniul laserelor cu fibră autohtone, Jiepute a lansat o nouă generație de lasere cu fibră dopate cu tuliu de 2μm CW, cu o putere medie de ieșire de 200W, o lungime de undă centrală de 1940nm , disipare a căldurii răcită cu apă și design tip sertar, cu eficiență ridicată a conversiei electro-optice, consum redus de energie, fără reglementări și întreținere, ieșire flexibilă a conducției de fibre și eficiență ridicată a conversiei electro-optice. Are multe avantaje, cum ar fi eficiență ridicată a conversiei electro-optice, consum redus de energie, fără reglare și întreținere, ieșire de conducție flexibilă prin fibre, structură compactă, volum mic, greutate redusă, ușor de manevrat și transportat etc., ceea ce oferă o lumină ideală. sursă pentru biomedicală, tăierea și sudarea materialelor plastice, monitorizarea mediului și alte aplicații.
Sudarea cu laser a materialelor plastice deschide noi piețe de aplicare
Sudarea cu laser a materialelor plastice este cunoscută și sub denumirea de sudare cu transmisie laser, laserul produce un fascicul de lumină focalizat pe zona de sudat, adică fasciculul laser prin partea superioară, în cele două părți ale suprafeței de contact este absorbit de către altă parte a formării zonei de efect de căldură (sudură). Plasticul din zona activată la căldură este topit, iar macromoleculele de plastic în starea de topire la cald difuzează unele în altele sub presiunea de sudare, generând forțe Van der Waals, care apoi leagă strâns cele două părți.
În comparație cu procesul tradițional de sudare, cum ar fi lipirea, sudarea prin topire la cald, sudarea cu ultrasunete, sudarea prin vibrații etc., sudarea cu laser a plasticului are avantajele lipsei de contact fizic, efect de sudare bun și curat și grad înalt de automatizare. Deoarece PP, PC, PMMA și alte materiale termoplastice pentru rata de absorbție a luminii în bandă de 2 μm în raport cu lumina vizibilă și lungimile de undă în infraroșu apropiat s-au îmbunătățit semnificativ, utilizarea sudării cu laser cu fibre dopate cu tuliu de 2 μm este mai competitivă.
Rata de penetrare a diferitelor materiale la diferite lungimi de undă ale luminii laser.
În aplicațiile auto, materialele din PC reprezintă aproximativ 50% din materialele plastice din faruri, care sunt în general utilizate pentru carcasele farurilor din spate auto și plăcile de ornamente, în timp ce materialele PP reprezintă aproximativ 30% din materialele plastice din faruri, care sunt de obicei folosite. pentru capacul din spate al lămpii spate, panourile de ornament și ghidajele cablajului, precum și carcasa și capacul din spate al farurilor. PMMA are proprietăți optice excelente, transmisie de până la 90% -92%, indice de refracție de 1,49, duritate mare a suprafeței și performanță generală excelentă, utilizat în principal ca produse optice transparente, stopuri, oglindă de ghidare exterioară a luminii și lumină ambientală interioară. material de ghidare.
Testul de sudare a materialelor PP, PC și PMMA cu laserul cu fibră dopată cu tuliu de 2 μm de la Jabil poate obține cusături de sudură uniforme și consistente, care sunt plate și netede, fără porozitate și supraardere. La sudarea materialului PC, forța de tăiere a depășit 1300N în lățimea de sudare de 1,5 mm, iar materialul de bază a fost fracturat, în timp ce la sudarea materialului PP, forța de tăiere a depășit 1000N în lățimea de sudare de 2 mm, iar materialul de bază a fost fracturat, iar în Sudarea materialului PMMA, forța de tăiere a depășit 800N în lățime de sudare de 1,3 mm și materialul de bază a fost fracturat.
În sudarea cu materiale eterogene, laserul cu fibră dopată cu tuliu de 2μm de la Jabil încă funcționează foarte bine. După test, PC prin + PMMA placă de probă neagră, traseul de sudură de testare neted și consistent, poate obține efect de sudare eficient; PMMA prin + PC neagră placă de probă de încercare calea de sudură a apărut o ușoară fluctuație, forța de tracțiune baza de încercare fractură material, poate obține efect de sudare eficient.
Sudarea cu laser a plasticului este acum utilizată în principal în lămpi, panouri de bord auto și piese auto și alte piese din plastic. Potrivit datelor Asociației Chinei a Producătorilor de Automobile, din ianuarie până în septembrie, producția și vânzările de automobile din China au totalizat 2107,5 milioane de unități și 2106,9 milioane de unități, o creștere de 7,3% și, respectiv, 8,2%, pentru a menține o tendință de creștere stabilă. Odată cu creșterea rapidă a vehiculelor cu energie noi din China, cererea de prelucrare a materialelor plastice din ce în ce mai exuberantă. Ca nou proces de sudare, laserul cu fibră de 2μm va fi popularizat în continuare.
Pe lângă sudarea plasticului, laserul de 2μm are o mare utilizare
Analizatoarele biomedicale trebuie de obicei să fie sterile, nu pot fi implicate substanțe chimice și așa mai departe. Sudarea cu laser ca metodă de sudare fără contact, potrivită în special pentru producerea unor astfel de produse. În domeniul dispozitivelor medicale, sudarea cu laser a materialelor plastice este utilizată în principal în sisteme de injecție, electronice medicale, diverse grefe artificiale și produse pentru stomă și așa mai departe.
În plus față de sudarea materialelor plastice, laserul de 2 μm are un vârf de absorbție adecvat în apă, care este deosebit de potrivit pentru aplicații medicale, permițând laserului să pătrundă în piele până la o adâncime de cel mult câteva sute de μm. Țesuturile biologice, a căror componentă principală este apa, au o absorbție ridicată a laserului de 2μm pentru a realiza o zonă foarte mică de încălzire, ceea ce permite tăierea cu precizie și hemostaza rapidă, fiind cea mai bună alegere pentru multe proceduri chirurgicale.
Dimensiunea zonei de micro-acțiune de numai 50μm poate menține schela stratului cornos neschimbată, poate realiza epiderma nou-născutului și reconstrucția, pe termen scurt poate fi reparată; derma cu acțiune precisă a laserului, poate stimula mecanismul micro-invaziv al pielii, regenerarea și remodelarea completă a colagenului; și, în același timp, au nevoie de microsecunde timp de puls dinamic, răspuns la pas de mare viteză kilohertz, experiență rapidă și confortabilă, acestea sunt avantajele laserului de 2μm!
Potrivit raportului de cercetare de piață al organizației de cercetare Allied Market Research, piața globală a laserului medical a atins 5,116 miliarde de dolari SUA în 2016 și este de așteptat să crească la 12,586 miliarde de dolari SUA în 2023, cu un CAGR de aproximativ 13,6%. Cercetările de piață medicală cu laser ale Asociației industriei dispozitivelor medicale din China arată că majoritatea spitalelor majore din China au înființat acum centre medicale cu laser. Odată cu progresele continue în tehnologiile cheie, industria medicală cu laser din China este de așteptat să inaugureze o nouă perioadă explozivă. Ca sursă de lumină ideală, laserul de 2μm își va pune și el amprenta!
rezumat
În comparație cu prelucrarea metalelor, prelucrarea materialelor nemetalice, cum ar fi materialele plastice, necesită o calitate superioară a sursei de lumină și a procesului. Jabil este în domeniul laserului de mulți ani și deține tehnologii cu laser pulsate, continue, în stare solidă și ultra-rapide, precum și tehnologii de automatizare de bază. Laserul cu fibră dopată cu tuliu de 2μm CW va ajuta la deschiderea pieței pentru noi aplicații laser și va oferi lanțului industrial o sursă de lumină mai competitivă!
