1Malzeme ile lazer dalga boyu
1960'da ilk lazerin doğuşundan bu yana, 60 yıldan fazla bir gelişimden sonra, lazer, en keskin ve en hassas bıçak olarak, hayatımızda yavaş yavaş kullanılıyor.Lazer biyoloji ile birleştiriliyor., tıbbi tedavi ve teşhis ve ilaç bilimi ve yavaş yavaş lazer tedavisi, lazer cerrahisi ve lazer teşhisi gibi yönlerde günlük hayata nüfuz etti.Ekipman üretiminde, yüksek güçlü lazer ekipmanları kesim, kaynak, ölçüm, işaretleme ve havacılık, havacılık, uzay,arabalar, yüksek hızlı demiryolları ve gemiler açısından ince mikro işleme açısından, ultra kısa darbeli lazerler sondaj, oyma, kurulma, yüzey dokulama, yüzey modifikasyonu, kesme,Temizlik ve fotovoltaiklerin diğer yönleri, sıvı kristal ekranlar, yarı iletkenler, LED'ler, OLED'ler ve diğer alanlar.Yıllar süren geliştirme sonrası, tam bir endüstriyel zincir oluşturdular ve endüstriyel işleme uygulamalarında kilit bir konum alıyorlar.1um yakın kızılötesi fiber lazer, geniş güç kapsamı nedeniyle yaygın olarak kullanılan bir lazer türü haline geldiBakır, demir ve alüminyumdan sonra dünyada en çok kullanılan üçüncü metaldir.Bakır malzemesi, modern endüstriyel işleme için en yaygın kullanılan metal malzemelerinden biridirBakır endüstrisi zincirinin terminal talebi yapısı, havacılık, yüksek hızlı trenler, akıllı terminal ürünleri, elektronik iletişim,ve otomobiller, ve yüksek endüstriyel uygulamalar için ana referans noktasıdır. The 1 micron band infrared fiber laser currently used on a large scale has shortcomings such as large spatter and uncontrollable penetration depth in the processing of copper materials due to its weak absorption of copperŞekil 1 farklı dalga boylarındaki lazerler için yaygın olarak kullanılan metal malzemelerin emilim eğrilerini göstermektedir.Farklı metaller tarafından lazerlerin emilim oranlarının farklı dalga boylarında büyük ölçüde farklılık gösterdiğini görebiliriz.Şekil 2 sadece metal bakır için farklı dalga boylarında emilim oranı karşılaştırma eğrilerini göstermektedir.Bakırın yakın kızılötesi dalga boylarının (yaklaşık 1 mikron) emilim oranı% 5'ten azdır, bu nedenle bakır malzemelerini işlemek için kızılötesi ışığı kullanmak son derece verimsizdir. Lazerin% 95'i yansıyacak ve aynı zamanda lazerin kendisine zarar verecektir;Yeşil ışık dalga boylarında (515nm ve 532nm) bakır emilim oranı %40'ın üzerinde.Malzemenin kendi lazer dalga boyununun seçiciliği, yüksek yansıtıcı malzemelerin hassas işlenmesi için en ideal dalga boyunun kısa bir dalga boyudur (≤700nm).
Ultraviyole lazerin kısa dalga boyuyla karşılaştırıldığında, malzeme biliminin mevcut engelli sınırlaması, istikrarlı yüksek güçlü ultraviyole lazer çıkışının gerçekleştirilmesini destekleyemez.Yüz vattan fazla olan ultraviyole lazerler son derece nadirdir.Tam tersine, çeşitli ülkelerden bilim insanlarının çabalarıyla, ticari yeşil lazerler son yıllarda büyük ilerlemeler kaydetti.Almanya'nın TRUMPF ve Amerika Birleşik Devletleri'nin IPG'si, 3 kilovat ve 1 kilovattan fazla olan ultra yüksek güç yeşil ışık çıkışı elde etti, sırasıyla disk lazer teknolojisi ve fiber lazer teknolojisi aracılığıyla.Yüksek güçlü sürekli yeşil ışık lazerleri, mevcut endüstriyel uygulamalarda iki önemli sorunda son derece önemli bir rol oynamaktadır.: 3D baskı ve bakır malzemelerinin hassas kaynaklama.
2Yüksek güçlu yeşil ışığın uygulama beklentileri ve avantajları
2021 yılında düzenlenen 14. Çin Uluslararası Pil Teknolojisi Fuarında, Almanya'nın TRUMPF, 3 kilovatlık yüksek güçlü sürekli yeşil ışık disk lazerini tanıttı.Bu ürünün ortalama çıkış gücü 3 kilovat kadar yüksektir, mevcut yeşil lazer serisinde en güçlü gücü temsil eder ve bakır ve alüminyum gibi yüksek yansıtıcı malzemelerin kaynaklanması için çok uygundur.Özellikle yeni enerji taşıtları güç bataryaları ile temsil edilen lityum batarya endüstrisinde, TRUMPF yeşil lazerleri (1000~3000W) neredeyse hiç sıçramadan 120 katmana kadar bakır folyoyu kaynaştırabilir ve hassas ve kontrol edilebilir bir nüfuz sağlayabilir.yüksek güç yeşil ışık da saf bakır malzemelerinin 3D baskı uygulamalarında olağanüstü avantajlara sahiptirŞu anda, Çin'de hala yüksek güçlü yeşil lazerlerde bir boşluk var.
2.1 Yüksek yansıtıcı metal kaynak
Bakır malzemelerinin olağanüstü elektrik iletkenliği nedeniyle, bakır malzemeleri özellikle yeni enerji taşıtlarının güç pillerinde, lityum batarya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.ana akım hala bakır kaynak için yüksek güçlü kızılötesi fiber lazerler kullanırKızılötesi bantla karşılaştırıldığında, yeşil ışık kullanan bakır kaynak daha verimlidir ve neredeyse hiçbir sıçrama yoktur.Akü performansı ve ömrü.
Şekil 3 bakır tarafından 1064nm kızılötesi lazerin emilimini gösterir.Bakırın kızılötesi ışığın emilimi yavaş yavaş %5'ten yaklaşık %10'a yükselir.Bakır erime noktasına ulaştığında (1400K), bakır Kızılötesi bantlı lazerin emilim oranı aşamalı olarak %10'dan yaklaşık %17'ye yükselecek ve daha sonra sıcaklık artmaya devam ederken,emilim hızı yavaşça artacak.Erime noktası çevresindeki bu ani emicilik değişikliği, erimiş malzemenin bir kısmının sıçrama şeklinde boşaltılmasına neden olabilir ve ayrıca küçük deliklerin çökmesine neden olabilir.Tüm süreci yeniden başlatmak zorunda bırakmakÖzellikle lityum pillerin arka uç işlem kaynakları için, kaynak veriminin pilin maliyetine doğrudan bir etkisi vardır.
Şekil 4, farklı sıcaklıklarda farklı dalga boyları (infra kırmızı, yeşil ve mavi ışık) için bakırın emilim eğrilerini gösterir.Şekildeki yeşil çizgiler, 20 °C'de (katı hal) ve 1600 °C'de (erimiş hal) bakır tarafından yeşil ışığın emilim hızını temsil ederOda sıcaklığında 20°C'de, bakır katı halindeyken, yeşil ışık bandında emilim oranı yaklaşık %40'tır.,bu, bakır erimedikten sonra yeşil ışığın emiliminin hafifçe azalmasıdır.Bu özellik sabit delikler ve maden işleme neredeyse sıfır sıçrama elde yardımcı olurBu, yeşil ışık lazer kaynakının kızılötesi lazer kaynaklarına göre açık bir avantajıdır.
2.2 Saf bakır malzemelerinin 3D baskı
Bakır malzemesi, mükemmel ısı iletkenliği, elektrik iletkenliği ve diğer mükemmel özellikleri nedeniyle yüksek kaliteli imalatta yaygın olarak kullanılmaktadır.Hızlı trenler, otomotiv endüstrisi ve diğer alanlarda, saf bakır malzemesi 3D baskı teknolojisi için doğrudan uygulama talebi var.
Metal malzemelerin 3B baskı için lazer ışık kaynağı şu anda esas olarak 1um yakın kızılötesi tek modlu lif lazer kullanır.1um yakın kızılötesi tek modlu fiber lazer bakır malzemesinin emilim katsayısı nedeniyle düşük emilim katsayısının dezavantajına sahiptir, ve basılı numunelerin düşük yoğunluğuna ve düşük süreç dayanıklılığına neden olan sıcaklıkla büyük bir etki.Yüksek yansıtıcı metal malzemelerinin 3B baskı için en iyi ışık kaynağı olarak, ilgili sorunları etkili bir şekilde çözebilir ve saf bakır malzemelerinin 3D baskı için% 99.95'ten daha fazla bir yoğunluk elde edebilir.
3OUHK Lazer'den yüksek güçlü sürekli tek modlu yeşil ışık
Shenzhen Gongda Laser Co., Ltd. esas olarak "gelişmiş kısa dalga uzunluğu lif lazerleri" ve "lazer hassas işleme çözümleri" araştırma ve geliştirme, üretim ve satışla uğraşıyor.Araştırma ve geliştirmeye odaklanan bir şirket., orta ve yüksek güçlü kısa dalga boyu (yeşil ve ultraviyole) fiber lazer üretimi ve Uygulama Çözümleri Lazer Inc.Mevcut ana ürünler 50-500W yüksek güçlü tek modlu yeşil lazerler ve 100-1000W MOPA tek modlu pulsed fiber lazerlerdir.. OUHK Laser, yüksek güçlü kısa dalga boyu lif lazerlerinin araştırma ve geliştirilmesine odaklanıyor ve 500W tek modlu yeşil lazerin piyasaya sürülmesinde öncü oldu:Yüksek yansıtıcı metal 3D baskı ve hassas kaynak için kullanılabilen GCL-500GCL-500 yeşil ışık lazer, 500W'a kadar tek modlu sürekli yeşil ışık çıkışı elde etmek için tüm lif temel frekans artı dış boşluk frekans iki katı çözümü benimser.Bu ürün türünde iç boşluğu doldurmak.
4Kısa dalga boyu ve yüksek güçlü lazerlerin gelişmiş uygulamalarına adanmış
GCL-500 sürekli tek modlu yeşil lazer, iyi çıkış gücü istikrarına, mükemmel ışın kalitesine ve yüksek yansıtıcı malzemeler için yüksek emilim oranına sahiptir, özellikle bakır,saf bakır malzemelerinin 3D baskı için umut vericiUzay modülatörü ekleyerek, yüksek hızlı modülasyon frekansı ile pulslu yeşil ışık da elde edilebilir.Bu da yüksek yansıtıcı malzemelerin hassas kesimi ve kaynakında da geniş uygulama umutlarına sahiptir.. GCL-500 sürekli tek modlu yeşil lazer, mükemmel ışın kalitesini sağlamaya yardımcı olan serbest alan çıkışını kullanır. Lazer aynı zamanda optik fiber ile birleştirilmiş esnek bir iletim yöntemi sağlayabilir,daha kolay otomatik kontrolle eşleşebilen ve yüksek yansıtıcı malzeme kaynak işlemlerinde kullanılabilenLazer kaynak sürecinin uzun süreli araştırılmasından sonra, farklı enerji dağılımları olan çıkış noktalarını (ışın şekillendirme) kullanarak daha iyi kaynak sonuçlarının elde edilebileceği gösterilmiştir.Ayrıca, OULD Laser'ın GCL-500 tek modüllü tek modlu yeşil lazerine dayanıyor, aynı zamanda çok modüllü uzay veya fiber ışın kombinasyonunu da yapabilir.esnek ışın enerjisi dağılımıyla yeşil ışık çıkışı elde edilebilirÖte yandan, birkaç kilovat veya hatta on binlerce vatlık sürekli fiber optik yeşil ışık çıkışı elde edilebilir.Yüksek kaliteli lazer kaynakları için temel yüksek kaliteli lazer kaynak yetenekleri sağlamak, yüksek verimlilik ve yüksek verimlilikli lazer kaynakları güçlü kısa dalga boyu ışık kaynağı.Sürekli yüksek güçlü yeşil lazer, bakır malzemelerinin işlenmesi ve uygulanması için etkili bir çözüm sağlayabilir, ve saf bakır 3D baskı ve yüksek yansıtıcı metal hassas kaynakta parlayacağı bekleniyor.