Con lo sviluppo della tecnologia dei chip dei semiconduttori e della tecnologia ottica, la potenza di uscita dei laser a semiconduttori è stata continuamente migliorata, la qualità del fascio è stata notevolmente migliorata e sono state ottenute più applicazioni in campo industriale. Attualmente, la potenza di uscita e la qualità del fascio dei laser a semiconduttori industriali ad alta potenza hanno superato quella dei laser YAG pompati da lampade e sono vicini ai laser YAG pompati da semiconduttori. I laser semiconduttori sono stati gradualmente applicati alla saldatura in plastica, al rivestimento e alla lega, al trattamento del calore superficiale, alla saldatura dei metalli, ecc., e hanno anche compiuto alcuni progressi applicativi nella marcatura e nel taglio.
Cinque applicazioni di laser semiconduttori ad alta potenza nel settore industriale
(1) Saldatura laser in plastica
Il fascio del laser semiconduttore è un fascio piatto-top, e la distribuzione spaziale dell'intensità della sezione trasversale è relativamente uniforme. Rispetto al fascio di un laser YAG, il fascio di un laser a semiconduttore può ottenere una migliore uniformità di saldatura e qualità di saldatura nelle applicazioni di saldatura in plastica e può eseguire l'ampia saldatura a cucitura. Le applicazioni di saldatura in plastica non richiedono requisiti di potenza elevati per i laser a semiconduttori, in genere da 50 a 700 W, la qualità del fascio inferiore a 100 mm/mrad e la dimensione spot da 0,5 a 5 mm. La saldatura con questa tecnica non danneggia la superficie del pezzo in lavorazione. Il riscaldamento locale riduce lo stress termico sulla parte in plastica, evita i danni ai componenti elettronici incorporati ed evita meglio la fusione della plastica. Ottimizzando le materie prime e pigmenti, la saldatura in plastica laser può ottenere diversi colori sintetici. Attualmente, i laser a semiconduttori sono stati ampiamente utilizzati per la saldatura di contenitori sigillati, alloggiamenti elettronici, parti automobilistiche e componenti in plastica dissimili.
(2) Rivestimento laser e trattamento del calore superficiale
Il trattamento termico superficiale o il rivestimento parziale di parti metalliche con elevati requisiti in caso di resistenza all'usura e resistenza alla corrosione è un'importante applicazione dei laser a semiconduttori nella lavorazione. A livello internazionale, i laser a semiconduttori per il rivestimento laser e il trattamento del calore 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 ad altri laser, i vantaggi del rivestimento e del trattamento del calore superficiale con un fascio laser semiconduttore sono l'elevata efficienza elettro-ottica, l'elevato tasso di assorbimento dei materiali, il basso costo di manutenzione, la forma rettangolare del punto e la distribuzione uniforme dell'intensità della luce. Attualmente, il rivestimento laser a semiconduttori e il trattamento del calore superficiale sono stati ampiamente utilizzati nell'energia elettrica, nel petrolchimico, nella metallurgia, nell'acciaio, nei macchinari e in altri campi industriali, e sono diventati uno dei mezzi importanti per la preparazione di nuovi materiali, la rapida produzione diretta di parti metalliche e la rigenerazione verde di parti metalliche fallite. .
3 Saldatura laser in metallo
I laser a semiconduttore ad alta potenza hanno molte applicazioni nella saldatura in metallo. 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. La qualità della saldatura è buona e non è richiesta alcuna post-elaborazione. Il laser a semiconduttore utilizzato per la saldatura in lamiera richiede una potenza da 300 a 3000 W, una qualità del fascio da 40 a 150 mm/mrad, una dimensione spot da 0,4 a 1,5 mm e uno spessore del materiale di incollaggio da 0,1 a 2,5 mm. A causa dell'input di calore basso, la distorsione della parte viene mantenuta al minimo. I laser semiconduttori ad alta potenza possono essere saldati ad alta velocità e le saldature sono lisce e belle. Hanno particolari vantaggi nel risparmiare lavoro durante e dopo la saldatura e sono molto adatti per diverse esigenze di saldatura industriale. Sostituirà gradualmente i metodi di saldatura tradizionali.
4 Marcatura laser
La tecnologia di marcatura laser è una delle più grandi applicazioni per l'elaborazione laser. I laser attualmente utilizzati sono laser YAG, laser a CO2 e laser a pompa a semiconduttore. Tuttavia, con il miglioramento della qualità dei raggi laser dei semiconduttori, le macchine di marcatura laser dei semiconduttori hanno cominciato ad essere utilizzate nel campo di marcatura. Il LIMO tedesco ha introdotto una qualità del fascio di 5mm? Il laser a semiconduttore a uscita diretta da 50W di Mrad e l'uscita a semiconduttore da 50 M accoppiata in fibra da 25W hanno soddisfatto i requisiti di potenza di uscita e di qualità del fascio del laser per le applicazioni di marcatura.
5 Taglio laser
L'applicazione di laser semiconduttori ad alta potenza nel campo del taglio è iniziata tardi.