През последните години напредъкът на вътрешния оптичен лазер е много очевиден, формира висока мощност, висока яркост, висока интеграция и други технологични маршрути, в приложенията за обработка на материали продължават да изследват нови пазарни възможности, да се превърнат във важна движеща сила за сцеплението на промишленото развитие . От друга страна, тъй като неметалните материали в новата енергетика, биомедицината, новите дисплеи и други нововъзникващи индустрии се използват все по-широко, лазерната обработка за замяна на традиционния процес също се превърна във важна посока за развитието на индустрията.
Какво е толкова специалното на 2μm лазерите?
От принципна гледна точка, лентата от 2 μm е в безопасната лента на човешкото око, с добри абсорбционни спектри за NO, H2O, CO2 и т.н., които могат да бъдат приложени към LIDAR, космически комуникации, биомедицина, обработка на материали и други посоки.
В областта на обработката на материали обработката на метали се оценява на повече от 85% от индустриалния лазерен пазар, докато обработката на неметали в момента заема по-малко от 15% от дела. В момента Европа, Съединените щати и Япония в развитието и проучването на неметалните процеси са на водеща позиция. Тъй като процесът не е достатъчно зрял, съчетан с необходимостта от различни материали, приложими за различна мощност, дължина на вълната на лазера, домашните в областта на неметалната обработка не обръщат много внимание. През последните години, на фона на енергоспестяването и намаляването на емисиите, приложението на неметални материали става все по-популярно.
Вземайки автомобилната индустрия като пример, „замяната на стомана с пластмаса“ се превръща във важна инициатива за олекотяване и количеството пластмаса, използвано както във външните, така и във вътрешните декоративни части, се увеличава. С непрекъснатото подобряване на твърдостта, якостта и свойствата на опън на инженерните пластмаси, пластмасовите прозорци, врати, рамки и дори по-критичните автомобилни части използват пластмаса, за да заменят стоманата. И това допълнително ще стимулира популяризирането на приложенията за лазерна обработка на неметални материали.
От гледна точка на вълновата лента, 2μm лазер е много привлекателен при обработката на материали, особено обработката на пластмаси, повечето от подобни пластмасови материали в близост до 2μm имат достатъчно силно поглъщане, така че можете директно да обработвате материали, като абсорбираната енергия може да бъде рязане, сливане и маркиране. Въз основа на развитието на нуждите за обработка на неметални материали, 2μm лазерите се превърнаха в гореща точка за изследвания в областта на лазерите с влакна през последното десетилетие.
Извън обработката на метали, новата посока на развитие на фибролазера
За да отговори още повече на нуждите на приложенията, „невидимият шампион“ в областта на домашните влакнести лазери, Jiepute пусна ново поколение 2μm CW влакнести лазери, легирани с тулий, със средна изходна мощност от 200 W, централна дължина на вълната от 1940 nm , разсейване на топлината с водно охлаждане и дизайн тип чекмедже, с висока ефективност на електрооптичното преобразуване, ниска консумация на енергия, без регулиране и поддръжка, гъвкав изход за проводимост на влакна и висока ефективност на електрооптичното преобразуване. Той има много предимства като висока ефективност на електро-оптичното преобразуване, ниска консумация на енергия, без настройка и поддръжка, изход с гъвкава проводимост на влакна, компактна структура, малък обем, леко тегло, лесен за боравене и транспортиране и т.н., което осигурява идеална светлина източник за биомедицински, рязане и заваряване на пластмаси, мониторинг на околната среда и други приложения.
Лазерното заваряване на пластмаси отваря нови пазари за приложение
Лазерното заваряване на пластмаси е известно също като лазерно трансмисионно заваряване, лазерът произвежда светлинен лъч, фокусиран върху зоната за заваряване, т.е. лазерният лъч през горната част, в двете части на контактната повърхност се абсорбира от друга част от образуването на зоната на топлинен ефект (заваръчен шев). Пластмасата в топлинно активираната зона се разтопява и пластмасовите макромолекули в състояние на горещо стопяване дифундират една в друга под налягането на заваряване, генерирайки сили на Ван дер Ваалс, които след това плътно свързват двете части заедно.
В сравнение с традиционния процес на заваряване като залепване, заваряване с горещо стопяване, ултразвуково заваряване, вибрационно заваряване и др., лазерното заваряване на пластмаса има предимствата на липса на физически контакт, добър гладък и чист ефект на заваряване и висока степен на автоматизация. Тъй като PP, PC, PMMA и други термопластични пластмаси за скоростта на поглъщане на светлина от лентата 2 μm спрямо видимата светлина и дължините на вълните в близките инфрачервени лъчи са се подобрили значително, използването на лазерно заваряване с 2 μm легирани с тулий влакна е по-конкурентноспособно.
Скорост на проникване на различни материали при различни дължини на вълната на лазерната светлина.
В автомобилните приложения PC материалите съставляват около 50% от пластмасовите материали във фаровете, които обикновено се използват за черупки и тапицерии на автомобилни задни светлини, докато PP материалите представляват около 30% от пластмасовите материали във фаровете, които обикновено се използват за задния капак на задната светлина, декоративните дъски и водачите на коланите, както и черупките и задния капак на фаровете. PMMA има отлични оптични свойства, пропускливост до 90% -92%, индекс на пречупване 1,49, висока повърхностна твърдост и отлична цялостна производителност, използвани главно като оптични прозрачни продукти, задни светлини, външно светловодно огледало и вътрешна светлина за околна светлина ръководен материал.
Тестът за заваряване на PP, PC и PMMA материали с 2μm CW лазер с легирани с тулий влакна на Jabil може да постигне еднакви и последователни заваръчни шевове, които са плоски и гладки, без порьозност и прегаряне. При заваряване на PC материал силата на срязване надвишава 1300N при 1,5 mm ширина на заваряване и основният материал е счупен, докато при заваряване на PP материал силата на срязване надвишава 1000N при 2 mm ширина на заваряване и основният материал е счупен, а в При заваряване на PMMA материал силата на срязване надвишава 800N при ширина на заваряване от 1,3 mm и основният материал е счупен.
При заваряване на хетерогенни материали 2μm CW лазерът с легирани с тулий влакна на Jabil все още се представя много добре. След теста, PC чрез + PMMA черна пробна плоча тестова заваръчна пътека гладка и последователна, може да получи ефективен заваръчен ефект; PMMA чрез + PC черна пробна плоча за тестване на заваръчния път се появи лека флуктуация, счупване на основния материал за изпитване на сила на опън, може да се получи ефективен ефект на заваряване.
Лазерното заваряване на пластмаса сега се използва главно в лампи, автомобилни приборни панели и авточасти и други пластмасови части. Според данните на Китайската асоциация на производителите на автомобили, от януари до септември производството и продажбите на автомобили в Китай възлизат на 2107,5 милиона единици и 2106,9 милиона единици, което е увеличение съответно със 7,3% и 8,2%, за да се поддържа стабилна тенденция на растеж. С бързото нарастване на новите енергийни превозни средства в Китай, търсенето на обработка на пластмаса става все по-изобилно. Като нов процес на заваряване, 2μm влакнест лазер ще бъде допълнително популяризиран.
В допълнение към заваряването на пластмаса, 2μm лазер има голяма полза
Обикновено се изисква биомедицинските анализатори да бъдат стерилни, не могат да се използват химически вещества и т.н. Лазерното заваряване като метод за безконтактно заваряване, особено подходящ за производство на такива продукти. В областта на медицинските изделия лазерното заваряване на пластмаси се използва главно в инжекционни системи, медицинска електроника, различни изкуствени присадки и стома продукти и т.н.
В допълнение към заваряването на пластмаси, 2μm лазерът има подходящ пик на абсорбция във вода, което е особено подходящо за медицински приложения, позволявайки на лазера да проникне в кожата на дълбочина не повече от няколкостотин μm. Биологичните тъкани, чийто основен компонент е водата, имат висока абсорбция на 2μm лазер за постигане на много малка площ на нагряване, което позволява прецизно изрязване и бърза хемостаза и е най-добрият избор за много хирургични процедури.
Размерът на само 50 μm зона на микро-действие може да запази скелета на роговия слой непроменен, да реализира епидермиса на новороденото и реконструкцията, краткосрочно може да бъде ремонтирана; лазерно прецизно действие на дермата, може да стимулира микроинвазивния механизъм на кожата, пълна регенерация и ремоделиране на колаген; и в същото време се нуждаете от микросекунди динамично импулсно време, килохерцова високоскоростна стъпкова реакция, бързо и комфортно преживяване, това са предимствата на 2μm лазера!
Според доклада за проучване на пазара на изследователската организация Allied Market Research, глобалният лазерен медицински пазар е достигнал 5,116 милиарда щатски долара през 2016 г. и се очаква да нарасне до 12,586 милиарда щатски долара през 2023 г., с CAGR от около 13,6%. Проучването на лазерния медицински пазар на Китайската асоциация на индустрията за медицински изделия показва, че повечето от големите болници в Китай вече са създали лазерни медицински центрове. С непрекъснатите пробиви в ключовите технологии се очаква китайската лазерна медицинска индустрия да постави началото на нов експлозивен период. Като идеален източник на светлина, 2μm лазерът също ще остави своя отпечатък!
Резюме
В сравнение с обработката на метали, обработката на неметални материали, като пластмаси, изисква по-високо качество на източника на светлина и процеса. Jabil е в областта на лазерите от много години и притежава импулсни, непрекъснати, твърдотелни и ултра-бързи лазерни технологии, както и основни технологии за автоматизация. 2μm CW лазер с легирани с тулий влакна ще помогне за отварянето на пазара за нови лазерни приложения и ще предостави на индустриалната верига по-конкурентен източник на светлина!
