Lasers haute puissance dans les applications industrielles

• Vues:1256     Publié par Bruce - mercredi 29 mai 2019

• Avec le développement de la technologie des puces à semi-conducteurs et de la technologie optique, la puissance de sortie des lasers à semi-conducteurs a été constamment améliorée, la qualité du faisceau a été améliorée de manière significative et de nombreuses applications ont été obtenues dans le domaine industriel. Actuellement, la puissance de sortie et la qualité de faisceau des lasers industriels à semi-conducteurs de haute puissance ont dépassé celles des lasers YAG à lampe pompée et sont proches des lasers YAG à semi-conducteurs. Les lasers à semi-conducteurs ont été progressivement appliqués à la soudure plastique, au bardage et à l'alliage, au traitement thermique de surface, au soudage des métaux, etc., et ont également progressé dans le domaine du marquage et du découpage.

  (1) Soudure plastique au laser
  Le faisceau du laser à semi-conducteur est un faisceau à sommet plat et la distribution spatiale de l'intensité de la section transversale est relativement uniforme. Par rapport au laser YAG, le laser à semi-conducteur peut obtenir une meilleure uniformité et une meilleure qualité de soudage dans les applications de soudage plastique et peut effectuer un soudage à la molette étendu. Les applications de soudage ne nécessitent pas de puissance élevée pour les lasers à semi-conducteurs, généralement de 50 à 700 W, une qualité de faisceau inférieure à 100 mm / mRad et une taille de spot de 0,5 à 5 mm. Le soudage avec cette technique n'endommage pas la surface de la pièce. Le chauffage local réduit les contraintes thermiques sur la pièce en plastique, évite d'endommager les composants électroniques intégrés et évite mieux la fusion du plastique. En optimisant les matières premières et les pigments, la soudure plastique au laser permet d'obtenir différentes couleurs synthétiques. Actuellement, les lasers à semi-conducteurs sont largement utilisés pour souder des conteneurs étanches, des boîtiers de composants électroniques, des pièces automobiles et divers composants en plastique.

  (2) Revêtement laser et traitement thermique de surface
  Le traitement thermique de surface ou le revêtement partiel de pièces métalliques avec des exigences élevées en matière de résistance à l'usure et à la corrosion sont une application essentielle des lasers à semi-conducteurs dans le traitement. Sur le plan international, les lasers à semi-conducteurs pour le gainage laser et le traitement thermique de surface ont une puissance de 1 à 6 kW, une qualité de faisceau de 100 à 400 mm / Mrad et une taille de spot de 2 x 2 mm 2 à 3 x 3 mm 2 ou 1 x 5 mm 2. Comparés aux autres lasers, les avantages de la gaine et du traitement thermique de surface avec un faisceau laser à semi-conducteur sont un rendement électro-optique élevé, un taux d'absorption du matériau élevé, un faible coût de maintenance, une forme rectangulaire du spot et une distribution uniforme de l'intensité lumineuse. À l'heure actuelle, le bardage laser à semi-conducteur et le traitement thermique de surface ont été largement utilisés dans les domaines de l'énergie électrique, de la pétrochimie, de la métallurgie, de la sidérurgie, des machines et dans d'autres domaines industriels. et la remise à neuf écologique de pièces métalliques défectueuses

  (3) Soudage laser des métaux
  Les lasers à semi-conducteurs de haute puissance trouvent de nombreuses applications dans le soudage des métaux. Les applications vont du soudage par points de précision dans l'industrie automobile au soudage par conduction thermique des matériaux de production et au soudage axial des tubes. Le laser à semi-conducteur utilisé pour le soudage des tôles implique une puissance de 300 à 3000 W, une qualité de faisceau de 40 à 150 mm / Mrad, une taille de spot de 0,4 à 1,5 mm et une épaisseur du matériau de collage de 0,1 à 2,5 mm. En raison du faible apport de chaleur, la distorsion de la pièce est réduite au minimum. Les lasers à semi-conducteurs de haute puissance peuvent être soudés à des vitesses élevées et les soudures sont lisses et belles. Ils présentent des avantages uniques en termes d'économie de main-d'œuvre pendant et après le soudage et sont parfaitement adaptés aux différents besoins du soudage industriel. Il remplacera progressivement les méthodes de soudage traditionnelles.

  (4) Marquage laser
  La technologie de marquage laser est l'une des applications essentielles du traitement au laser. Les lasers actuellement utilisés sont les lasers YAG, les lasers CO2 et les lasers à pompe à semi-conducteurs. Cependant, avec l'amélioration de la qualité des faisceaux laser à semi-conducteurs, des machines de marquage au laser à semi-conducteurs ont commencé à être utilisées dans le domaine du marquage. Le LIMO allemand a introduit une qualité de faisceau de 5 mm? Le laser à semi-conducteur à sortie directe 50W et le laser à semi-conducteur à sortie couplée sur fibre de 50 µm de 50 µm de Mrad ont satisfait aux exigences de la puissance de sortie du laser et de la qualité du faisceau pour les applications de marquage.

  (5) Découpe au laser
  L'application de tubes laser CO2 dans le domaine de la découpe a commencé tardivement. Soutenu par le programme "Système de laser modulaire à semi-conducteur" (MDS) du ministère allemand de l'Éducation et de la Recherche, l'Institut allemand de recherche et de développement a mis au point en 1980 une machine de découpe laser à semi-conducteur d'une puissance de 800 W, capable de couper des plaques d'acier de 10 mm d'épaisseur et vitesse de coupe. C'est 0.4m / min.

  

  En général, les lasers à haute puissance sont de plus en plus utilisés dans l'industrie. Nous allons développer de nombreux nouveaux produits en 2019 pour répondre aux besoins de personnalisation industrielle.