Under de senaste åren är framstegen för inhemska fiberlaser mycket uppenbart, bildade en hög effekt, hög ljusstyrka, hög integration och andra tekniska vägar, i materialbearbetningsapplikationer fortsätter att utforska nya marknadsmöjligheter, blir en viktig drivkraft för industriell utveckling dragkraft . Å andra sidan, eftersom icke-metalliska material i den nya energi-, biomedicinska, nya displayen och andra framväxande industrier används mer och mer, har laserbearbetning för att ersätta den traditionella processen också blivit en viktig riktning för utvecklingen av industrin.
Vad är så speciellt med 2μm lasrar?
Ur principsynpunkt är 2μm-bandet i det mänskliga ögats säkerhetsband, med bra absorptionsspektra för NO, H2O, CO2, etc., som kan appliceras på LIDAR, rymdkommunikation, biomedicin, materialbearbetning och annat vägbeskrivningar.
Inom materialbearbetning beräknas metallbearbetning uppta mer än 85 % av den industriella lasermarknaden, medan icke-metallisk bearbetning för närvarande upptar mindre än 15 % av andelen. För närvarande Europa, USA och Japan i icke-metalliska processutveckling och prospektering i ledande position. På grund av att processen inte är mogen nog, i kombination med behovet av olika material, tillämpliga på olika effekt, våglängd av lasern, är den inhemska inom icke-metallisk bearbetning inte mycket uppmärksamhet. Under de senaste åren, med bakgrund av energibesparing och utsläppsminskning, har tillämpningen av icke-metalliska material blivit mer och mer populär.
Om man tar fordonsindustrin som exempel, "ersätter stål med plast" håller på att bli ett viktigt initiativ för lättviktare, och mängden plast som används i både exteriöra och interiöra dekorativa delar ökar. Med den kontinuerliga förbättringen av hårdhet, hållfasthet och dragegenskaper hos teknisk plast använder plastfönster, dörrar, ramar och ännu mer kritiska bildelar plast för att ersätta stål. Och detta kommer att ytterligare driva populariseringen av laserbehandlingstillämpningar för icke-metalliska material.
Ur vågbandssynpunkt är 2μm laser mycket attraktiv vid materialbearbetning, särskilt plastbearbetning, de flesta liknande plastmaterial i närheten av 2μm har en tillräckligt stark absorption, så att du kan direkt materialbearbeta, med den absorberade energin kan vara skärning, fusion och markering. Baserat på utvecklingen av bearbetningsbehov för icke-metalliskt material har 2μm lasrar blivit en hot spot för forskning inom området fiberlasrar under det senaste decenniet.
Utanför metallbearbetning, den nya utvecklingsriktningen för fiberlaser
För att ytterligare möta applikationsbehoven, den "osynlige mästaren" inom området för inhemska fiberlasrar, har Jiepute lanserat en ny generation av 2μm CW thuliumdopade fiberlasrar, med en genomsnittlig uteffekt på 200W, en central våglängd på 1940nm , vattenkyld värmeavledning och design av lådtyp, med hög effektivitet för elektrooptisk omvandling, låg energiförbrukning, fri från reglering och underhåll, flexibel fiberledningseffekt och hög effektivitet för elektrooptisk omvandling. Den har många fördelar såsom hög elektro-optisk konverteringseffektivitet, låg energiförbrukning, ingen justering och underhåll, fiber flexibel ledningseffekt, kompakt struktur, liten volym, lätt vikt, lätt att hantera och transportera, etc., vilket ger ett idealiskt ljus källa för biomedicin, plastskärning och -svetsning, miljöövervakning och andra tillämpningar.
Lasersvetsning av plast öppnar upp nya applikationsmarknader
Lasersvetsning av plast är också känd som lasertransmissionssvetsning, lasern producerar en ljusstråle fokuserad på det område som ska svetsas, det vill säga laserstrålen genom den övre delen, i de två delarna av kontaktytan absorberas av annan del av bildningen av värmeeffektzonen (svets). Plasten i den värmeaktiverade zonen smälts, och plastmakromolekylerna i smälttillståndet diffunderar in i varandra under svetstrycket och genererar Van der Waals-krafter, som sedan tätt förbinder de två delarna med varandra.
Jämfört med den traditionella svetsprocessen som limning, smältsvetsning, ultraljudssvetsning, vibrationssvetsning etc. har laserplastsvetsning fördelarna av ingen fysisk kontakt, bra jämn och ren svetseffekt och hög grad av automatisering. Eftersom PP, PC, PMMA och andra termoplaster för 2μm-bandets ljusabsorptionshastighet i förhållande till det synliga ljuset och de nära infraröda våglängderna har förbättrats avsevärt, är användningen av 2μm thuliumdopad fiberlasersvetsning mer konkurrenskraftig.
Penetrationshastighet för olika material till olika våglängder av laserljus.
I biltillämpningar står PC-material för cirka 50 % av plastmaterialen i strålkastare, som vanligtvis används för bakljusskal och trimbrädor för bilar, medan PP-material står för cirka 30 % av plastmaterialen i strålkastare, som vanligtvis används för baklyktans baklucka, trimbrädor och selestyrningar och strålkastarnas skal och baklucka. PMMA har utmärkta optiska egenskaper, transmittans på upp till 90 % -92 %, brytningsindex på 1,49, hög ythårdhet och utmärkt övergripande prestanda, används huvudsakligen som optiska transparenta produkter, bakljus, extern ljusstyrningsspegel och inre omgivande ljus styrmaterial.
Svetstestet av PP-, PC- och PMMA-material med Jabils 2μm CW thuliumdopade fiberlaser kan uppnå enhetliga och konsekventa svetsfogar, som är platta och släta, utan porositet och överbränning. Vid PC-materialsvetsning översteg skjuvkraften 1300N i 1,5 mm svetsbredd, och basmaterialet bröts, medan i PP-materialsvetsningen översteg skjuvkraften 1000N i 2 mm svetsbredd och basmaterialet var sprucket, och i PMMA-materialsvetsning, skjuvkraften översteg 800N i 1,3 mm svetsbredd och basmaterialet var sprucket.
Vid svetsning av heterogent material presterar Jabils 2μm CW thuliumdopade fiberlaser fortfarande mycket bra. Efter testet, PC genom + PMMA svart provplatta test svetsbana smidig och konsekvent, kan få effektiv svetseffekt; PMMA genom + PC svart provplåt test svetsbana dök upp liten fluktuation, dragkraft test basmaterial brott, kan få effektiv svetseffekt.
Lasersvetsning av plast används nu främst i lampor, instrumentpaneler för fordon och bildelar och andra plastdelar. Enligt uppgifter från China Association of Automobile Manufacturers, januari till september, uppgick Kinas biltillverkning och försäljning till 2107,5 miljoner enheter och 2106,9 miljoner enheter, en ökning med 7,3% respektive 8,2% för att upprätthålla en stabil tillväxttrend. Med den snabba ökningen av Kinas nya energifordon, blir efterfrågan på plastbearbetning mer och mer sprudlande. Som en ny svetsprocess kommer 2μm fiberlaser att populariseras ytterligare.
Förutom plastsvetsning har 2μm laser en stor användning
Det krävs vanligtvis att biomedicinska analysatorer är sterila, inga kemiska ämnen kan vara inblandade osv. Lasersvetsning som en beröringsfri svetsmetod, speciellt lämplig för tillverkning av sådana produkter. Inom området medicintekniska produkter används lasersvetsning av plast huvudsakligen i injektionssystem, medicinsk elektronik, olika konstgjorda transplantat och stomiprodukter, och så vidare.
Förutom plastsvetsning har 2μm-lasern en lämplig absorptionstopp i vatten, vilket är särskilt lämpligt för medicinska tillämpningar, vilket gör att lasern kan penetrera inuti huden till ett djup av högst några hundra μm. Biologiska vävnader, vars huvudkomponent är vatten, har en hög absorption av 2μm-lasern för att uppnå en mycket liten yta av uppvärmning, vilket möjliggör precisionsskärning och snabb hemostas, och är det bästa valet för många kirurgiska ingrepp.
Storleken på endast 50μm mikroaktionsyta kan hålla stratum corneum ställningen oförändrad, inse epidermis hos den nyfödda och återuppbyggnad, kortsiktigt kan repareras; laserprecisionsverkan dermis, kan stimulera hudens mikroinvasiva mekanism, fullständig regenerering och ombyggnad av kollagen; och samtidigt behöver mikrosekunder dynamisk pulstid, kilohertz höghastighetsstegsvar, upplevelse snabb och bekväm, dessa är fördelarna med 2μm laser!
Enligt undersökningsorganisationen Allied Market Research marknadsundersökningsrapport nådde den globala lasermedicinska marknaden 5,116 miljarder US-dollar 2016, och förväntas öka till 12,586 miljarder US-dollar 2023, med en CAGR på cirka 13,6%. China Medical Device Industry Association lasermedicinska marknadsundersökningar visar att de flesta av de stora sjukhusen i Kina nu har etablerat lasermedicinska centra. Med de kontinuerliga genombrotten inom nyckelteknologier förväntas Kinas lasermedicinska industri inleda en ny explosiv period. Som en idealisk ljuskälla kommer 2μm-lasern också att sätta sina spår!
Sammanfattning
Jämfört med metallbearbetning kräver bearbetning av icke-metalliska material, såsom plast, en högre kvalitet på ljuskällan och processen. Jabil har varit inom laserområdet i många år och äger pulsade, kontinuerliga, solid-state och ultrasnabba laserteknologier samt kärnautomationsteknologier. 2μm CW thuliumdopad fiberlaser kommer att hjälpa till att öppna upp marknaden för nya laserapplikationer och förse industrikedjan med en mer konkurrenskraftig ljuskälla!
