Pastaraisiais metais buitinių pluoštinių lazerių pažanga yra labai akivaizdi, suformavo didelės galios, didelio ryškumo, didelės integracijos ir kitų technologijų kelius, medžiagų apdorojimo programose toliau tiriamos naujos rinkos galimybės, tapo svarbia pramonės plėtros traukos jėga. . Kita vertus, naujosiose energetikos, biomedicinos, naujų ekranų ir kitose kylančiose pramonės šakose vis plačiau naudojamos nemetalinės medžiagos, todėl tradicinį procesą pakeičiantis apdorojimas lazeriu taip pat tapo svarbia pramonės plėtros kryptimi.
Kuo ypatingi 2μm lazeriai?
Iš esmės 2 μm juosta yra žmogaus akies saugos juostoje su gerais NO, H2O, CO2 ir kt. sugerties spektrais, kurie gali būti taikomi LIDAR, kosmoso komunikacijoms, biomedicinos, medžiagų apdorojimo ir kt. kryptys.
Skaičiuojama, kad medžiagų apdirbimo srityje metalo apdirbimas užima daugiau nei 85 % pramoninių lazerių rinkos, o nemetalinis apdirbimas šiuo metu užima mažiau nei 15 % rinkos. Šiuo metu Europoje, JAV ir Japonijoje nemetalų apdirbimo procesų kūrimo ir tyrimų srityje pirmauja. Kadangi procesas nėra pakankamai subrendęs, kartu su skirtingų medžiagų poreikiu, taikomu skirtingam lazerio galiai, bangos ilgiui, buitiniam nemetalinio apdirbimo sričiai neskiriama daug dėmesio. Pastaraisiais metais, taupant energiją ir mažinant emisijas, nemetalinių medžiagų naudojimas tampa vis populiaresnis.
Kaip pavyzdį paėmus automobilių pramonę, „plieno keitimas plastiku“ tampa svarbia iniciatyva lengvinant, o plastikų, naudojamų tiek išorės, tiek vidaus dekoratyvinėse dalyse, kiekis didėja. Nuolat tobulėjant inžinerinių plastikų kietumui, stiprumui ir tempimo savybėms, plastikiniai langai, durys, rėmai ir dar svarbesnės automobilių dalys plieną keičia plastiku. Ir tai dar labiau paskatins nemetalinių medžiagų apdorojimo lazeriu populiarinimą.
Bangos juostos požiūriu 2 μm lazeris yra labai patrauklus apdorojant medžiagas, ypač apdorojant plastiką, dauguma panašių plastikinių medžiagų, esančių netoli 2 μm, turi pakankamai stiprią absorbciją, todėl galite tiesiogiai apdoroti medžiagą, o sugerta energija gali būti pjovimas, suliejimas ir žymėjimas. Remiantis nemetalinių medžiagų apdorojimo poreikių raida, per pastarąjį dešimtmetį 2 μm lazeriai tapo karščiausia pluoštinių lazerių srities tyrimų vieta.
Ne metalo apdirbimo srityje, nauja pluošto lazerio plėtros kryptis
Siekdama toliau tenkinti pritaikymo poreikius, buitinių šviesolaidinių lazerių „nematoma čempionė“, „Jiepute“ pristatė naujos kartos 2 μm CW tuliu legiruotus šviesolaidinius lazerius, kurių vidutinė išėjimo galia 200 W, centrinis bangos ilgis – 1940 nm. , vandeniu aušinamas šilumos išsklaidymo ir stalčiaus tipo dizainas, pasižymintis dideliu elektrooptinės konversijos efektyvumu, mažomis energijos sąnaudomis, nereikalaujantis reguliavimo ir priežiūros, lanksčios skaidulų laidumo išvesties ir didelio elektrooptinio konversijos efektyvumo. Jis turi daug privalumų, tokių kaip didelis elektro-optinės konversijos efektyvumas, mažos energijos sąnaudos, nereguliavimas ir priežiūra, lankstus pluošto laidumo išėjimas, kompaktiška struktūra, mažas tūris, lengvas svoris, lengvas valdymas ir transportavimas ir kt., o tai suteikia idealią šviesą. biomedicinos, plastiko pjovimo ir suvirinimo, aplinkos stebėjimo ir kitų programų šaltinis.
Plastikų suvirinimas lazeriu atveria naujas pritaikymo rinkas
Plastikų suvirinimas lazeriu taip pat žinomas kaip suvirinimas lazeriu, lazeris sukuria šviesos spindulį, sutelktą į suvirinamą sritį, ty lazerio spindulį per viršutinę dalį, abiejose kontaktinio paviršiaus dalyse sugeria kita šilumos poveikio zonos (suvirinimo) formavimo dalis. Plastikas, esantis šiluma aktyvintoje zonoje, išsilydo, o karšto lydalo būsenos plastikinės makromolekulės, veikiant suvirinimo slėgiui, difunduoja viena į kitą, sukurdamos Van der Waals jėgas, kurios tada tvirtai sujungia dvi dalis.
Palyginti su tradiciniais suvirinimo procesais, tokiais kaip klijavimas, karšto lydalo suvirinimas, ultragarsinis suvirinimas, vibracinis suvirinimas ir kt., lazerinis plastikinis suvirinimas neturi fizinio kontakto, turi gerą sklandų ir švarų suvirinimo efektą ir aukštą automatizavimo laipsnį. Kadangi PP, PC, PMMA ir kiti termoplastikai, skirti 2 μm juostos šviesos sugerties greičiui, palyginti su matoma šviesa, ir artimųjų infraraudonųjų spindulių bangos ilgiai, žymiai pagerėjo, 2 μm tuliu legiruoto pluošto lazerinis suvirinimas yra konkurencingesnis.
Įvairių medžiagų įsiskverbimo greitis į skirtingus lazerio šviesos bangos ilgius.
Automobiliuose PC medžiagos sudaro apie 50 % plastikinių medžiagų priekiniuose žibintuose, kurie paprastai naudojami automobilių galinių žibintų korpusams ir apdailos plokštėms, o PP medžiagos sudaro apie 30 % plastikinių medžiagų priekiniuose žibintuose, kurie dažniausiai naudojami. galinio žibinto galiniam dangčiui, apdailos lentoms ir diržų kreiptuvams bei priekinių žibintų korpusams ir galiniam dangčiui. PMMA pasižymi puikiomis optinėmis savybėmis, pralaidumu iki 90 % -92, lūžio rodikliu 1,49, dideliu paviršiaus kietumu ir puikiomis bendromis savybėmis, daugiausia naudojamas kaip optiniai skaidrūs gaminiai, galiniai žibintai, išorinis šviesos nukreipimo veidrodėlis ir vidaus aplinkos šviesos apšvietimas. vadovo medžiaga.
Atliekant PP, PC ir PMMA medžiagų suvirinimo bandymą su Jabil 2 μm CW tuliu legiruotu pluošto lazeriu galima pasiekti vienodas ir nuoseklias suvirinimo siūles, kurios yra plokščios ir lygios, be poringumo ir perdegimo. Suvirinant PC medžiagas, šlyties jėga viršijo 1300 N 1,5 mm suvirinimo pločio ir pagrindinė medžiaga buvo sulaužyta, o suvirinant PP medžiagą šlyties jėga viršijo 1 000 N 2 mm suvirinimo pločio ir pagrindinė medžiaga buvo sulaužyta, o Suvirinant PMMA medžiaga, šlyties jėga viršijo 800 N 1,3 mm suvirinimo pločio, o pagrindinė medžiaga buvo sulaužyta.
Suvirinant heterogenines medžiagas, Jabil 2 μm CW tuliu legiruotas pluošto lazeris vis dar veikia labai gerai. Po bandymo PC per + PMMA juodos mėginio plokštės bandymo suvirinimo kelias yra lygus ir nuoseklus, gali gauti veiksmingą suvirinimo efektą; PMMA per + PC juodos mėginio plokštės bandymo suvirinimo kelias pasirodė nedidelis svyravimai, tempimo jėgos bandymo pagrindinės medžiagos lūžis, gali gauti veiksmingą suvirinimo efektą.
Lazerinis plastikinis suvirinimas dabar daugiausia naudojamas lempose, automobilių prietaisų skydeliuose ir automobilių dalyse bei kitose plastikinėse dalyse. Remiantis Kinijos automobilių gamintojų asociacijos duomenimis, sausio–rugsėjo mėn. Kinijos automobilių gamyba ir pardavimas siekė 2107,5 mln. vienetų ir 2106,9 mln. vienetų, ty 7,3% ir 8,2% daugiau, siekiant išlaikyti stabilią augimo tendenciją. Sparčiai augant Kinijos naujų energetinių transporto priemonių gamybai, plastiko apdirbimo paklausa vis didėja. Kaip naujas suvirinimo procesas, 2μm skaidulinis lazeris bus toliau populiarinamas.
Be plastiko suvirinimo, 2 μm lazeris yra labai naudingas
Paprastai reikalaujama, kad biomedicininiai analizatoriai būtų sterilūs, jame negali būti jokių cheminių medžiagų ir pan. Suvirinimas lazeriu kaip nekontaktinis suvirinimo būdas, ypač tinkamas tokių gaminių gamybai. Medicinos prietaisų srityje plastikų suvirinimas lazeriu daugiausia naudojamas įpurškimo sistemose, medicinos elektronikoje, įvairiuose dirbtiniuose transplantatuose ir stomos gaminiuose ir kt.
Be plastiko suvirinimo, 2 μm lazeris turi tinkamą absorbcijos smailę vandenyje, o tai ypač tinka medicinos reikmėms, todėl lazeris gali prasiskverbti per odą ne daugiau kaip kelių šimtų μm gylyje. Biologiniai audiniai, kurių pagrindinė sudedamoji dalis yra vanduo, pasižymi dideliu 2 μm lazerio absorbcija, kad būtų pasiektas labai mažas įkaitimo plotas, o tai leidžia tiksliai pjauti ir greitai sustabdyti hemostazę bei yra geriausias pasirinkimas daugeliui chirurginių procedūrų.
Tik 50 μm mikro veikimo ploto dydis gali išlaikyti nepakitusią raginio sluoksnio pastolius, realizuoti naujagimio epidermį ir rekonstrukciją, trumpalaikį remontą; Lazerinis tikslaus veikimo dermas, gali stimuliuoti odos mikroinvazinį mechanizmą, užbaigti kolageno regeneraciją ir remodeliavimą; ir tuo pačiu metu reikia mikrosekundžių dinaminio impulso laiko, kilohercų didelio greičio žingsninio atsako, patirti greitą ir patogią patirtį – tai 2μm lazerio privalumai!
Remiantis tyrimų organizacijos „Allied Market Research“ rinkos tyrimų ataskaita, pasaulinė lazerinės medicinos rinka 2016 m. pasiekė 5,116 mlrd. JAV dolerių, o 2023 m. turėtų padidėti iki 12,586 mlrd. Kinijos medicinos prietaisų pramonės asociacijos lazerinės medicinos rinkos tyrimai rodo, kad dauguma pagrindinių Kinijos ligoninių dabar yra įkūrę lazerinės medicinos centrus. Tikimasi, kad dėl nuolatinių pagrindinių technologijų proveržių Kinijos lazerinės medicinos pramonė pradės naują sprogstamąjį laikotarpį. Kaip idealus šviesos šaltinis, 2 μm lazeris taip pat paliks savo pėdsaką!
Santrauka
Palyginti su metalo apdirbimu, nemetalinių medžiagų, tokių kaip plastikas, apdirbimas reikalauja aukštesnės kokybės šviesos šaltinio ir proceso. Jabil lazerių srityje dirba daug metų ir jam priklauso impulsinės, nuolatinės, kietojo kūno ir itin greitų lazerių technologijos bei pagrindinės automatizavimo technologijos. 2 μm CW tuliu legiruotas skaidulinis lazeris padės atverti rinką naujiems lazerių taikymams ir suteiks pramonės grandinei konkurencingesnį šviesos šaltinį!
