Μια σύντομη ανάλυση της αγοράς επεξεργασίας λέιζερ για υλικά χαλκού

Μια σύντομη ανάλυση της αγοράς επεξεργασίας λέιζερ για υλικά χαλκού

Η επεξεργασία με λέιζερ βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ της θερμικής ενέργειας που ακτινοβολείται από τη δέσμη και του υλικού για την επίτευξη στιγμιαίας εξάτμισης, αποσύνθεσης, τήξης ή τροποποίησης των υλικών για την επίτευξη των επιθυμητών απαιτήσεων επεξεργασίας τεμαχίου, η οποία ονομάζεται Κατασκευή λέιζερ ή επεξεργασία με λέιζερ. Στις μέρες μας η επεξεργασία με λέιζερ εξαπλώνεται ραγδαία στη χώρα μας και έχει διεισδύσει στις γραμμές παραγωγής εκατοντάδων βιομηχανιών.

Η επεξεργασία με λέιζερ έχει αποδειχθεί ότι είναι η πιο εύκολη και κατάλληλη για εφαρμογή σε μεταλλικά υλικά. Σύμφωνα με πρόχειρα στατιστικά στοιχεία, η επεξεργασία μεταλλικών υλικών αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 85% όλων των εφαρμογών επεξεργασίας λέιζερ στον κόσμο. Ωστόσο, επί του παρόντος, στην επεξεργασία μετάλλων, η συνηθισμένη επεξεργασία υλικών χάλυβα αποτελεί την πλειοψηφία και ο όγκος εφαρμογής των υλικών χάλυβα είναι αναμφίβολα ο μεγαλύτερος, ειδικά ο ανοξείδωτος χάλυβας και ο κράμα χάλυβα, που έχουν χρησιμοποιηθεί σε όλες τις πτυχές της ζωής. Ωστόσο, η εφαρμογή του λέιζερ σε άλλα μεταλλικά υλικά, όπως ο χαλκός, το αλουμίνιο και άλλα μη σιδηρούχα μέταλλα, είναι ακόμα πολύ μικρή. Ο χαλκός και τα κράματα αλουμινίου είναι τα πρώτα βασικά υλικά για πολλά βιομηχανικά προϊόντα. Έχουν εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα, μεταφορά θερμότητας και αντίσταση. Αντοχή στη διάβρωση και τη φθορά. Το κράμα αλουμινίου έχει υψηλή αντοχή και είναι ένα καλό υλικό για ελαφρύ βάρος, αλλά αυτό το άρθρο εστιάζει σε υλικά χαλκού.

1. Κοπή και συγκόλληση με λέιζερ χαλκού

Ο χαλκός ήταν πάντα ένα μεταλλικό υλικό με υψηλή αξία. Ειδικά από φέτος έχουν ανέβει πολύ οι τιμές των διεθνών χύδην προθεσμιακών προϊόντων χάλυβα, πλαστικών, χαλκού, αλουμινίου, χαρτονιού κ.λπ. Τα κοινά υλικά χαλκού περιλαμβάνουν καθαρό χαλκό, ορείχαλκο, κόκκινο χαλκό και άλλους τύπους. Τα υλικά σχήματα περιλαμβάνουν ράβδους, σύρματα, πλάκες, λωρίδες, λωρίδες, σωλήνες, φύλλα κ.λπ. Στην πραγματικότητα, ο χαλκός είναι ένα αρχαίο μέταλλο. Πολλοί πολύτιμοι μπρούτζοι που χρονολογούνται χιλιάδες χρόνια έχουν ανακαλυφθεί στη σύγχρονη εποχή. Ως εκ τούτου, η βελτίωση της χειροτεχνίας και της ποιότητας επεξεργασίας των υλικών χαλκού είναι ένα πολύ σημαντικό έργο. Η επεξεργασία λέιζερ υλικών χαλκού θα είναι μια πολλά υποσχόμενη επιλογή.

image.png

Οι χάλκινες πλάκες, τα φύλλα χαλκού και οι χάλκινοι σωλήνες θα πρέπει να είναι τα πιο κατάλληλα για κοπή με λέιζερ. Ωστόσο, ο χαλκός είναι ένα εξαιρετικά ανακλαστικό υλικό. Στην αρχαιότητα, τα φύλλα χαλκού χρησιμοποιούνταν επίσης για την κατασκευή καθρεφτών, που είχαν χαμηλή απορρόφηση των ακτίνων λέιζερ. Σε πολλές περιπτώσεις, είναι λιγότερο από 30%, που ισοδυναμεί με το 70% του λέιζερ που ανακλάται, γεγονός που όχι μόνο προκαλεί σπατάλη ενέργειας, αλλά το ανακλώμενο φως μπορεί επίσης εύκολα να προκαλέσει βλάβη στην κεφαλή επεξεργασίας, τον φακό, το λέιζερ και άλλα εξαρτήματα. Ως εκ τούτου, ο χαλκός ήταν μια σημαντική πρόκληση για την κοπή με λέιζερ για μεγάλο χρονικό διάστημα στο παρελθόν.

Οι μηχανές κοπής με λέιζερ CO2 μπορούν να κόψουν καλά παχιά υλικά και μπορούν επίσης να κόψουν χαλκό, αλλά ένα στρώμα ψεκασμού γραφίτη ή οξειδίου του μαγνησίου πρέπει να επικαλυφθεί στο φύλλο χαλκού για να αποτρέψει την ανάκλαση από την καταστροφή του εξοπλισμού. Ο ρυθμός απορρόφησης χαλκού για ακτίνες λέιζερ ινών είναι πολύ χαμηλός, αλλά οι κατασκευαστές έχουν εφαρμόσει συσκευές απομόνωσης στο σχεδιασμό της δομής του προϊόντος. Το nLight ήταν το πρώτο που εκτόξευσε ένα λέιζερ ινών που αντιστέκεται σε υλικά υψηλής ανακλαστικότητας. Αργότερα, εγχώριοι κατασκευαστές όπως οι Zhongke Guanghui και Fibo All κυκλοφόρησαν λέιζερ ινών που είναι ανθεκτικά στην υψηλή ανάκλαση. Ορισμένες εταιρείες που κατασκευάζουν κεφαλές κοπής έχουν επίσης σχεδιάσει αντιανακλαστικό φως για τις κεφαλές επεξεργασίας, γεγονός που έχει ανοίξει την αγορά για λέιζερ ινών σε εφαρμογές κοπής φύλλων χαλκού. Σήμερα, έχει γίνει αντιληπτό η χρήση 3KW για την κοπή χάλκινων πλακών πάχους 10mm.
Σε σύγκριση με την κοπή, η συγκόλληση με λέιζερ των υλικών χαλκού είναι πιο δύσκολη. Η συγκόλληση απαιτεί τήξη του υλικού βάσης, που συνήθως οδηγεί σε μεγαλύτερη ισχύ ή μεγαλύτερη διάρκεια επιστροφής φωτός από την κοπή. Η απορροφητικότητα του χαλκού αυξάνεται καθώς μειώνεται το μήκος κύματος, πράγμα που σημαίνει ότι τα λέιζερ στην ορατή ζώνη (για παράδειγμα, πράσινα λέιζερ με μήκος κύματος 532 nm) θα έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα όταν χρησιμοποιούνται για συγκόλληση χαλκού. Τα πράσινα λέιζερ είναι πιο δημοφιλή στις ξένες χώρες για τη συγκόλληση χαλκού. υλικά, αλλά τα πράσινα λέιζερ υπόκεινται σε περιορισμούς ισχύος. Η ξένη εταιρεία TRUMPF έχει επιτύχει λέιζερ πράσινου φωτός σε επίπεδο κιλοβάτ, ενώ οι εγχώριες εταιρείες μπορούν να επιτύχουν μόνο επίπεδο 100-watt στην καλύτερη περίπτωση και το χάσμα είναι προφανές.

Η εμφάνιση της ταλαντευόμενης κεφαλής συγκόλλησης καθιστά το λέιζερ ινών κατάλληλο για τη συγκόλληση υλικών χαλκού. Η ωριμότητα της ισχύος λέιζερ ινών, η εφαρμογή και η αντιστοίχιση παρέχουν εγγύηση για τη συγκόλληση υλικών χαλκού. Τα λέιζερ ινών χιλιάδων watt επεκτείνουν περισσότερο χώρο για εφαρμογές συγκόλλησης υλικού χαλκού. Τα τελευταία δύο χρόνια, η εμφάνιση λέιζερ ημιαγωγών μπλε φωτός έχει παραχθεί εγχώρια, κάτι που είναι επίσης καλό για τη συγκόλληση χαλκού. Το μήκος κύματος των λέιζερ μπλε φωτός είναι περίπου 400-460nm και ο ρυθμός απορρόφησης από τα υλικά χαλκού μπορεί να φτάσει το 70%. Τώρα χρησιμοποιούνται φύλλα χαλκού που συγκολλήθηκαν αρχικά με λέιζερ ινών 3 KW Ένα μπλε λέιζερ 1,5 KW μπορεί να είναι αρκετό.

2. Τα υλικά χαλκού χρησιμοποιούνται ευρέως και θα αυξήσουν τη ζήτηση για επεξεργασία με λέιζερ

Ο χαλκός είναι ένα πολύ καλό αγώγιμο υλικό, επομένως έχει μεγάλο αριθμό εφαρμογών σε ισχύ, καλώδια, κινητήρες, διακόπτες, πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, πυκνωτές, συσκευές επικοινωνίας, σταθμούς βάσης τηλεπικοινωνιών κ.λπ. Ο χαλκός έχει καλή θερμική αγωγιμότητα και χρησιμοποιείται ευρέως σε εναλλάκτες θερμότητας, εξοπλισμός ψύξης, οικιακές συσκευές, σωλήνες κ.λπ. Επιπλέον, ο χαλκός χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία μπαταριών. Ειδικά τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία συγκόλλησης με λέιζερ έχει υιοθετηθεί σταδιακά για τη συσκευασία μπαταριών και τις κυψέλες μπαταρίας τροφοδοσίας. Ο χαλκός χρησιμοποιείται και καταναλώνεται ευρέως στην ηλεκτρική και ηλεκτρονική βιομηχανία, αντιπροσωπεύοντας περισσότερο από το ήμισυ της συνολικής κατανάλωσης. Με τη σταδιακή ωρίμανση της τεχνολογίας λέιζερ και τη χρήση της επεξεργασίας λέιζερ σε εξαρτήματα που σχετίζονται με υλικά χαλκού, εκτιμάται ότι η επεξεργασία με λέιζερ υλικών χαλκού θα φέρει περισσότερα από 10 δισεκατομμύρια γιουάν σε ζήτηση εξοπλισμού για εξοπλισμό λέιζερ στο μέλλον, καθιστώντας μια νέα ανάπτυξη σημείο στη βιομηχανία λέιζερ.