Cinco aplicações de lasers semicondutores de alta potência em campos industriais

Com o desenvolvimento da tecnologia de chips semicondutores e da tecnologia óptica, a potência de saída dos lasers semicondutores foi continuamente melhorada, a qualidade do feixe foi significativamente melhorada e mais aplicações foram obtidas no campo industrial.

Atualmente, a potência de saída e a qualidade do feixe dos lasers semicondutores industriais de alta potência excederam a dos lasers YAG bombeados por lâmpada e estão próximas daquelas dos lasers YAG bombeados por semicondutores.

Os lasers semicondutores têm sido gradualmente aplicados à soldagem de plásticos, revestimentos e ligas, tratamento térmico de superfície, soldagem de metais e assim por diante.

(1) soldagem de plástico a laser

O feixe de um laser semicondutor é um feixe de crista plana com uma distribuição espacial uniforme de intensidade de luz em seção transversal.

Comparado com o feixe do laser YAG, o feixe do laser semicondutor pode obter melhor consistência e qualidade de soldagem em aplicações de soldagem de plástico e pode realizar soldagem de costura ampla.

O requisito de energia do laser semicondutor não é alto na aplicação de soldagem de plástico, que geralmente é de 50 ~ 700 W, a massa do feixe é inferior a 100 mm/mrad e o tamanho do ponto é de 0,5 ~ 5 mm.

A soldagem com esta técnica não danifica a superfície da peça, o aquecimento local reduz o estresse térmico nas peças plásticas, evita a destruição de componentes eletrônicos incorporados e evita melhor o derretimento do plástico.

Ao otimizar os materiais e pigmentos, diferentes cores sintéticas podem ser obtidas por soldagem plástica a laser.

Atualmente, o laser semicondutor tem sido amplamente utilizado na soldagem de recipientes selados, invólucros de componentes eletrônicos, peças automotivas e componentes plásticos estrangeiros.

(2) revestimento a laser e tratamento térmico de superfície

É uma aplicação importante do laser semicondutor na usinagem para realizar tratamento térmico de superfície ou revestimento local em peças metálicas com alta resistência ao desgaste e à corrosão.

A potência do laser semicondutor usado para revestimento a laser e tratamento térmico de superfície é de 1 ~ 6 kW, a massa do feixe é de 100 ~ 400 mm/mrad e o tamanho do ponto é 2×2mm2 ~ 3×3mm2 ou 1×5mm2.

Em comparação com outros lasers, as vantagens do revestimento e do tratamento térmico de superfície com feixes de laser semicondutores residem na sua alta eficiência eletro-óptica, alta taxa de absorção, baixo custo de manutenção, formato retangular do ponto e distribuição uniforme da intensidade da luz.

Atualmente, o revestimento a laser semicondutor e o tratamento térmico de superfície têm sido amplamente utilizados em energia, petroquímica, metalurgia, aço, máquinas e outros campos industriais, e se tornaram um dos meios importantes de preparação de novos materiais, fabricação rápida e direta de peças metálicas, verde remanufatura de peças metálicas com defeito.

（3）soldagem de metais a laser

Lasers semicondutores de alta potência são amplamente utilizados na soldagem de metais, desde soldagem por pontos de precisão na indústria automobilística até soldagem por condução de calor de materiais de produção e soldagem axial de tubulações.

O laser semicondutor usado para soldagem de chapas finas requer uma potência de 300 ~ 3000 W, uma massa de feixe de 40 ~ 150 mm/mrad, um tamanho de ponto de 0,4 ~ 1,5 mm e uma espessura de 0,1 ~ 2,5 mm para o material de soldagem.

Devido à baixa entrada de calor, a distorção das peças é mantida ao mínimo.

O laser semicondutor de alta potência pode ser usado para soldagem de alta velocidade, a costura de soldagem é suave e bonita, tem vantagens especiais no processo de soldagem e economia de trabalho antes e depois da soldagem, é muito adequado para diferentes necessidades de soldagem industrial, irá gradualmente substituir o método tradicional de soldagem.

(4) marcação a laser

A tecnologia de marcação a laser é uma das maiores aplicações no processamento a laser.

Atualmente, são utilizados laser YAG, laser CO2 e laser bombeado semicondutor.

Mas com a melhoria da qualidade do feixe de laser, a máquina de marcação a laser semicondutora tem sido aplicada no campo de marcação.

A LIMO lançou um laser semicondutor de saída direta de 50 W com qualidade de feixe de até 5 mm/mrad e um laser semicondutor de saída direta de 25 W com acoplamento de fibra de 50 m, que atendeu aos requisitos de potência de saída do laser e qualidade de feixe para aplicações de marcação.

(5) corte a laser

A aplicação do laser semicondutor de alta potência na área de corte começou tarde.

Com o apoio do projeto de sistema modular de laser semicondutor (MDS) do Ministério da Educação e Pesquisa alemão, o Instituto Fraunhofer desenvolveu uma máquina de corte a laser semicondutor com potência de 800 W em 2001, que pode cortar placas de aço com 10 mm de espessura a uma velocidade velocidade de corte de 0,4m/min.

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