การประยุกต์ใช้เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง-ห้าประการในสาขาอุตสาหกรรม

Mar 02, 2020 ฝากข้อความ

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีชิปเซมิคอนดักเตอร์และเทคโนโลยีออปติคอล กำลังขับของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง คุณภาพลำแสงได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ และมีการใช้งานมากขึ้นในสาขาอุตสาหกรรม ปัจจุบัน กำลังเอาท์พุตและคุณภาพลำแสงของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง-ทางอุตสาหกรรมมีมากกว่าเลเซอร์ YAG ที่สูบด้วยหลอด- และใกล้เคียงกับเลเซอร์ YAG ที่สูบด้วยเซมิคอนดักเตอร์- เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ได้ค่อยๆ ถูกนำมาใช้กับการเชื่อมพลาสติก การหุ้มและโลหะผสม การอบชุบพื้นผิว การเชื่อมโลหะ ฯลฯ และยังทำให้มีความก้าวหน้าในการใช้งานบางส่วนในการมาร์ก การตัด และด้านอื่นๆ อีกด้วย

 

Laser plastic welding

 

1. การเชื่อมพลาสติกด้วยเลเซอร์

 

ลำแสงของเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์เป็นลำแสงแบน-ด้านบน และการกระจายความเข้มของแสงตามพื้นที่-ส่วนจะค่อนข้างสม่ำเสมอ เมื่อเปรียบเทียบกับลำแสงของเลเซอร์ YAG ลำแสงของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ในงานเชื่อมพลาสติกจะได้รับความสม่ำเสมอในการเชื่อมและคุณภาพการเชื่อมที่ดีกว่า และสามารถทำการเชื่อมช่องกว้าง-ได้ ความต้องการพลังงานของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์สำหรับงานเชื่อมพลาสติกไม่สูง โดยทั่วไปคือ 50 ~ 700W คุณภาพลำแสงน้อยกว่า 100 มม. / mrad และขนาดจุดคือ 0.5 ~ 5 มม. การเชื่อมด้วยเทคนิคนี้ไม่ทำลายพื้นผิวของชิ้นงาน การทำความร้อนเฉพาะที่ช่วยลดความเครียดจากความร้อนบนชิ้นส่วนพลาสติก สามารถหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ฝังอยู่ และหลีกเลี่ยงการหลอมพลาสติกได้ดีขึ้น ด้วยการปรับวัตถุดิบและเม็ดสีให้เหมาะสม การเชื่อมพลาสติกด้วยเลเซอร์จึงได้สีสังเคราะห์ที่แตกต่างกัน ปัจจุบัน เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมส่วนประกอบต่างๆ เช่น ภาชนะที่ปิดสนิท ตัวเรือนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนยานยนต์ และพลาสติกชนิดต่างชนิด

 

laser cladding

 

2. การหุ้มด้วยเลเซอร์และการรักษาความร้อนที่พื้นผิว

 

การอบชุบด้วยความร้อนที่พื้นผิวหรือการหุ้มชิ้นส่วนโลหะในท้องถิ่นซึ่งมีข้อกำหนดสูงในด้านความต้านทานการสึกหรอและการกัดกร่อนเป็นการประยุกต์ใช้เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่สำคัญในการประมวลผล ในระดับสากล เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ใช้สำหรับการหุ้มด้วยเลเซอร์และความร้อนพื้นผิว-มีกำลัง 1 ถึง 6 kW คุณภาพลำแสง 100 ถึง 400 มม. / mrad และขนาดจุด 2 × 2 มม. 2 ถึง 3 × 3 มม. 2 หรือ 1 × 5 มม. 2

 

เมื่อเปรียบเทียบกับเลเซอร์อื่นๆ ข้อดีของการหุ้มและการรักษาความร้อนพื้นผิวด้วยลำแสงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์คือประสิทธิภาพทางแสงไฟฟ้า-สูง การดูดซับวัสดุสูง ค่าบำรุงรักษาต่ำ รูปร่างจุดสี่เหลี่ยม และการกระจายความเข้มของแสงสม่ำเสมอ

 

ปัจจุบัน การหุ้มด้วยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และการบำบัดความร้อนที่พื้นผิวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในพลังงานไฟฟ้า ปิโตรเคมี โลหะวิทยา เหล็ก เครื่องจักร และสาขาอุตสาหกรรมอื่นๆ และได้กลายเป็นหนึ่งในวิธีการสำคัญในการเตรียมวัสดุใหม่ การผลิตชิ้นส่วนโลหะอย่างรวดเร็วและโดยตรง และการผลิตใหม่เพื่อสิ่งแวดล้อมของชิ้นส่วนโลหะที่เสียหาย

 

ก่อนที่จะปรับใช้แหล่งที่มาดังกล่าว โปรดแน่ใจว่าคุณเข้าใจวิธีการเลือกแหล่งจ่ายไฟเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์.

 

laser metal welding

 

3. การเชื่อมโลหะด้วยเลเซอร์

 

เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง-มีการใช้งานหลายอย่างในการเชื่อมโลหะ ตั้งแต่การเชื่อมจุดที่มีความแม่นยำในอุตสาหกรรมยานยนต์ไปจนถึงการเชื่อมการนำความร้อนของวัสดุการผลิต และการเชื่อมตามแนวแกนของท่อ คุณภาพของการเชื่อมนั้นดีและไม่จำเป็นต้องดำเนินการใดๆ ในภายหลัง สารกึ่งตัวนำเลเซอร์ที่ใช้สำหรับการเชื่อมโลหะแผ่นต้องใช้กำลังไฟฟ้า 300-3000W คุณภาพลำแสง 40-150mm/mrad ขนาดจุด 0.4-1.5mm และความหนาของวัสดุเชื่อม 0.1-2.5mm.

 

เนื่องจากการป้อนความร้อนต่ำ การบิดเบือนของชิ้นส่วนจึงเหลือน้อยที่สุด เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง-สามารถทำการเชื่อมด้วยความเร็วสูง-ด้วยการเชื่อมที่เรียบเนียนและสวยงาม มีข้อได้เปรียบพิเศษในแง่ของการประหยัดแรงงาน-ทั้งในระหว่างและหลังการเชื่อม และเหมาะมากสำหรับความต้องการที่แตกต่างกันของการเชื่อมทางอุตสาหกรรม มันจะค่อยๆเข้ามาแทนที่วิธีการเชื่อมแบบเดิมๆ

 

laser marking

 

4. การมาร์กด้วยเลเซอร์

 

เทคโนโลยีการมาร์กด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในขอบเขตการใช้งานที่ใหญ่ที่สุดในการประมวลผลด้วยเลเซอร์ เลเซอร์ที่ใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ เลเซอร์ YAG เลเซอร์ CO2 และเลเซอร์ปั๊มเซมิคอนดักเตอร์ แต่ด้วยการปรับปรุงคุณภาพลำแสงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เซมิคอนดักเตอร์เครื่องยิงเลเซอร์ได้เริ่มนำมาใช้ในด้านมาร์กอัปแล้ว

 

laser metal cutting

 

5. การตัดด้วยเลเซอร์

 

การใช้เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง-ในสนามการตัดเริ่มต้นช้า ด้วยการสนับสนุนของโปรแกรม "Modular Semiconductor Laser System" (MDS) ของกระทรวงศึกษาธิการและการวิจัยของเยอรมนี สถาบัน Fraunhofer ในประเทศเยอรมนีได้พัฒนาเซมิคอนดักเตอร์เครื่องตัดเลเซอร์ด้วยกำลัง 800W ใน 2001. 0.4 ม. / นาที