1물질 대 레이저 파장
1960년 최초의 레이저가 탄생한 이래 60년 이상의 개발을 거쳐 가장 날카롭고 정확한 칼로서 레이저는 점차 우리 생활에 사용되고 있습니다.레이저와 생물학이 결합된, 의료 치료 및 진단 및 의약품 과학, 그리고 레이저 치료, 레이저 수술 및 레이저 진단과 같은 측면에서 점차 일상 생활에 침투했습니다.장비 제조 분야에서, 고전력 레이저 장비는 절단, 용접, 측정, 표시 및 항공, 항공 우주,자동차초단 펄스 레이저는 정밀 미세 기계화 측면에서 뚫기, 발화, 굴림, 표면 질감, 표면 수정, 정리,청소 및 태양광의 다른 측면반도체 펌프 기술의 급속한 발전으로, 1um 파장 근 적외선 레이저,몇 년의 개발 후, 전체 산업 사슬을 형성하고 산업 처리 응용 분야에서 중추적인 위치를 차지하고 있습니다.1um 근 적외선 섬유 레이저는 광범위한 전력 커버리지로 인해 널리 사용되는 레이저 유형이되었습니다., 우수한 빔 품질, 안정성 및 신뢰성. 구리는 철과 알루미늄 다음으로 세계에서 세 번째로 많이 사용되는 금속입니다.구리 소재 는 현대 산업 가공 에서 가장 널리 사용 되는 금속 소재 중 하나입니다구리 산업 사슬의 터미널 수요 구조는 항공 우주, 고속 열차, 지능형 터미널 제품, 전자 통신,그리고 자동차, 그리고 고급 산업용의 주요 기준입니다. 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 copper그림 1은 다양한 파장의 레이저에 대해 일반적으로 사용되는 금속 재료의 흡수 곡선을 보여줍니다.레이저의 흡수율이 다른 금속에 의해 다른 파장에서 크게 달라지는 것을 볼 수 있습니다그림 2은 금속 구리에서만 다른 파장에서의 흡수율 비교 곡선을 보여줍니다.구리의 근 적외선 파장의 흡수율 (약 1 미크론) 은 5% 미만, 그래서 구리 재료를 처리 하려면 적외선 빛을 사용하는 것은 매우 비효율적입니다. 레이저의 95%가 반사 될 것이고 레이저 자체에도 손상을 줄 것입니다.녹색 빛 파장 (515nm 및 532nm) 에서 구리의 흡수율은 40% 이상입니다.물질 자체의 레이저 파장의 선택성은 고반사성 물질의 정밀 처리를위한 가장 이상적인 파장은 짧은 파장 (≤700nm) 이라고 결정합니다.
자외선 레이저의 짧은 파장과 비교하면, 재료 과학의 현재의 병목 제한은 안정적인 고전력 자외선 레이저 출력을 실현할 수 없습니다.100 와트 를 초과 하는 자외선 레이저 는 극히 드물다오히려 여러 나라의 과학자들의 노력으로 최근 몇 년 동안 상업용 친환경 레이저는 큰 발전을 이루었습니다.독일의 TRUMPF와 미국의 IPG는 3 킬로와트와 1 킬로와트 이상의 초고 전력 녹색 빛 출력을 얻었습니다.각각 디스크 레이저 기술과 섬유 레이저 기술을 통해고전력 연속 녹색광 레이저는 현재 산업용 응용 분야에서 두 가지 중요한 문제에 매우 중요한 역할을 합니다.: 3D 프린팅 및 구리 재료의 정밀 용접.
2고전력 녹색등의 응용 전망과 장점
2021년 제14회 중국 국제 배터리 기술 전시회에서 독일의 TRUMPF는 3kW의 고전력 연속 녹색 빛 디스크 레이저를 처음 선보였다.이 제품의 평균 출력 전력은 3 킬로와트까지 높습니다., 현재 녹색 레이저 시리즈에서 가장 강력한 힘을 나타내고 구리 및 알루미늄과 같은 고 반사 물질의 용접에 매우 적합합니다.특히 리?? 배터리 산업에서 새로운 에너지 차량의 전력 배터리로 대표됩니다., TRUMPF 녹색 레이저 (1000W ~ 3000W) 는 거의 스프레이가 없으며 정확하고 제어 가능한 침투와 함께 최대 120 층의 구리 엽기를 열 수 있습니다.고전력 녹색 빛은 또한 순수한 구리 재료의 3D 프린팅 응용 프로그램에서 뛰어난 장점을 가지고 있습니다현재 중국에는 여전히 고전력 녹색 레이저의 격차가 있습니다.
2.1 반사력 높은 금속 용접
구리 재료의 뛰어난 전기 전도성으로 인해 구리 재료는 리?? 배터리 산업, 특히 신 에너지 차량 전력 배터리에서 널리 사용됩니다. 현재,주류는 여전히 구리 용접에 고전력 적외선 섬유 레이저를 사용합니다.적외선 대역에 비해, 녹색 빛을 사용하는 구리 용접은 더 효율적이며 거의 스프래치가 없습니다. 스프래치는 배터리 처리에 치명적이며 스프래치는 생산 안전에 영향을 줄 것입니다.배터리의 성능과 수명.
그림 3은 구리의 1064nm 적외선 레이저 흡수를 보여줍니다. 그림 3에서 볼 수 있듯이, 녹는 온도가 0에서 1400K로 증가함에 따라,구리의 적외선 흡수율이 5%에서 10% 정도로 서서히 증가합니다.; 구리는 녹는 지점 (1400K) 에 도달하면 구리는 적외선 레이저의 흡수율이 10%에서 약 17%로 단계적으로 증가하고, 온도가 계속 상승함에 따라흡수율이 서서히 증가합니다.이 급격한 흡수성의 변화로 인해 녹는 지점에서 녹은 물질의 일부가 스프래터 형태로 방출 될 수 있으며 또한 작은 구멍이 붕괴 될 수 있습니다.전체 프로세스를 다시 시작해야하도록 강요합니다.특히 리?? 배터리의 백 엔드 프로세스 용접에 있어서 용접 성능은 배터리의 비용에 직접적인 영향을 미친다.
그림 4은 다른 온도에서 다른 파장 (인프라 빨간색, 녹색 및 파란색 빛) 에 대한 구리의 흡수 곡선을 보여줍니다.그림의 녹색 선은 20°C (고체 상태) 와 1600°C (융화 상태) 에서 구리에 의해 녹광의 흡수율을 나타냅니다.방온 20°C에서 구리 고체 상태에서는 녹색 광대역에서 흡수율이 약 40%입니다. 그러나 온도가 1600°C까지 상승하고 구리가 녹은 상태에서는,흡수율은 약 5% 감소합니다. 즉, 구리 녹음 후 녹색 빛의 흡수는 약간 감소합니다.이 특징은 안정적인 구멍을 얻을 수 있도록 도와 금속 가공 때 사실상 0 스프터이것은 적외선 레이저 용접에 비해 녹색 빛 레이저 용접의 명백한 장점입니다.
2.2 순수한 구리 재료의 3D 인쇄
구리 소재는 뛰어난 열전도성, 전기전도성 및 기타 우수한 특성으로 인해 고급 제조업에서 널리 사용됩니다. 예를 들어 항공우주,고속열차, 자동차 산업 및 기타 분야, 순수한 구리 재료 3D 프린팅 기술에 대한 직접 응용 수요가 있습니다.
금속 재료의 3D 프린팅을 위한 레이저 광원은 현재 주로 1um 근 적외선 단일 모드 섬유 레이저를 사용합니다.1um 근 적외선 단일 모드 섬유 레이저는 구리 재료의 흡수 계수 때문에 낮은 흡수 계수의 단점이 있습니다., 그리고 온도와 큰 영향으로 인쇄된 샘플의 밀도가 낮고 공정 안정성이 떨어집니다. 녹색 레이저,3D 프린팅에 가장 좋은 빛의 원천으로, 순수한 구리 재료의 3D 프린팅을 위해 99.95% 이상의 밀도를 달성하여 관련 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다.
3OUHK 레이저의 고전력 연속 단일 모드 녹색 빛
Shenzhen Gongda Laser Co., Ltd.는 주로 "첨단 단파파 섬유 레이저"와 "레이저 정밀 처리 솔루션"의 연구 개발, 생산 및 판매에 종사합니다.연구 개발에 중점을 둔 회사입니다., 중·고력 단파파 (녹색 및 자외선) 섬유 레이저 생산 및 응용 솔루션 레이저 인.현재 주요 제품은 50-500W 고전력 단일 모드 녹색 레이저와 100-1000W MOPA 단일 모드 펄스 섬유 레이저입니다.OUHK 레이저는 고전력 단파파 섬유 레이저의 연구 개발에 초점을 맞추고 있으며 500W 단일 모드 녹색 레이저를 출시하는 데 주도적 역할을 수행했습니다.고반사성 금속 3D 프린팅 및 정밀 용접에 사용할 수 있는 GCL-500GCL-500 녹색 빛 레이저는 모든 섬유 기본 주파수 더하기 외공성 주파수 두 배 솔루션을 채택하여 최대 500W의 단일 모드 연속 녹색 빛 출력을 달성합니다.이 유형의 제품에서 국내 격차를 메우기.
4짧은 파장 및 고전력 레이저의 첨단 응용에 헌신
GCL-500 연속 단일 모드 녹색 레이저는 좋은 출력 전력 안정성, 우수한 빔 품질 및 고 반사 물질, 특히 구리,순수한 구리 재료의 3D 프린팅에 유망합니다.공간 변조기를 추가하면 고속 변조 주파수와 함께 펄스 녹색 빛을 얻을 수 있습니다.이는 또한 고 반사 물질의 정밀 절단 및 용접에 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다.. GCL-500 연속 단일 모드 녹색 레이저는 우수한 빔 품질을 보장하는 데 도움이되는 자유 공간 출력을 사용합니다. 레이저는 또한 광섬유와 결합된 유연한 전송 방법을 제공 할 수 있습니다.자동 제어와 더 쉽게 일치 할 수 있으며 반사성 높은 재료 용접 공정에서 사용할 수 있습니다.레이저 용접 과정에 대한 장기적인 탐구 후, 다른 에너지 분포를 가진 출력 스팟 (beam shaping) 을 사용하여 더 나은 용접 결과를 얻을 수 있다는 것이 입증되었습니다.또한, OULD 레이저의 GCL-500 단일 모듈 단일 모드 녹색 레이저에 기반, 그것은 또한 다중 모듈 공간 또는 섬유 빔 결합을 수행 할 수 있습니다.유연한 빔 에너지 분포로 녹색 빛 출력을 얻을 수 있습니다.반면, 여러 킬로와트 또는 수십만 와트의 연속 광섬유 녹색 빛 출력을 얻을 수 있습니다.고품질의 레이저 용접을 위한 핵심 고급 레이저 용접 기능을 제공하는, 고효율, 고출력 레이저 용접. 강력한 짧은 파장 빛의 소스.지속적인 고전력 녹색 레이저는 구리 재료의 처리 및 응용에 대한 효과적인 솔루션을 제공 할 수 있습니다, 순수한 구리 3D 프린팅 및 고 반사 금속 정밀 용접에서 빛날 것으로 예상됩니다.