不同類型的光纖激光器,在工業中有哪些典型應用

來源 : www.comp-geeks.com   發布時間 : 2020/9/18 5:09:00

激光器根據材料分類可分為光纖激光器、半導體激光器、固體激光器與C02激光器等。而在整個激光器的工業應用中,光纖激光器獨樹一幟,近幾年發展速度最快。

目前光纖激光器的種類越來越多,根據激光輸出時域特性的不同,可以將光纖激光器分為脈沖光纖激光器和連續光纖激光器。不同類型的光纖激光器在工業領域也有著不同的典型應用。

1

調Q脈沖激光器

脈沖激光器是指單個激光脈沖寬度小于 0.25 s,每間隔一定時間才工作一次的激光器。脈沖光纖激光器的主要特點是峰值功率很高,但平均功率一般較低,主要應用于激光打標、雕刻、測距等領域。

1

激光打標




調Q脈沖激光器經過近幾年的發展,具有較高成熟度,基本壟斷了國內打標和打彩等市場。

2

陽極鋁無觸感標黑

標黑是體現光源在差異化競爭的典型代表。例如,恩耐最初推出的亞納秒窄脈寬脈沖光纖激光器,與IPG推出的幾十個納秒的光源脈沖寬度具有差異化,因此陽極鋁無觸感標黑是其很好的應用市場。

陽極鋁上可以進行logo、字符、小字圖等標黑應用,在手機加工中具有廣泛的應用。



比如在手機中用鋁后,要考慮到硬度、耐磨性,而表面陽極化可以克服鋁合金表面硬度、耐磨損性等方面的缺陷,擴大應用范圍,延長使用壽命,表面處理技術成為鋁合金使用中不可缺少的一環,而陽極化技術是目前應用最廣且最成功的一種技術。

3

激光油墨/PVD去除





隨著手機結構越來越精細,很多部件在油墨及PVD處理后,在局部有殘留,會影響美觀,無法達到部件制作的工藝相應要求。因此在手機的應用當中,需要用激光對多余部分油墨或PVD膜層進行去除,如閃光燈油墨去除、觸屏油墨去除、攝像頭油墨去除等。

4

激光清洗



激光清洗原理圖

激光清洗是現階段比較熱門的一種應用。激光是一種光源,作為一種技術手段應用到各個領域的清洗行業中,如航天航空、汽車制造、軌道交通、船舶制造、鋼鐵制造、電子行業等。



在激光清洗中,比較常見的是除銹、除油、除漆、除渣、除膜等。根據企業不同的業務需求,應用越來越多。我國還有兩大激光清洗應用市場尚未得到廣泛應用:

一是飛機除漆,從節約成本和綜合情況來看,加工效益很高。但目前國內在裝備研發和性能解決方案的投入上較少;相比之下,國外在該領域上的投入已比較成熟,激光除漆在航空領域已經得到逐步地推廣和應用。

二是船舶行業,實際上,船舶翻新、安裝等除漆需求很大。在船舶行業,激光清洗如何突破贏得市場,是后續值得關注和期待的。

2

MOPA光纖激光器

體現差異競爭的另一個典型應用即是MOPA光纖激光器。比如SPI為了尋求與恩耐和IPG的差異化發展,推出了MOPA結構的光纖激光器。雖然SPI的MOPA結構的激光器最初在尋求新的應用時,評估通用型應用價格太高,沒有優勢可言。但在使用的過程中發現,其波型和參數設置的可選擇性多,在精細化、特殊的標記市場當中有其應用優勢。隨著脈沖光纖激光器功率越來越高,MOPA激光器的波型特點可較好地應用在以下方面:

1

激光微焊接技術



在很多精密結構件中,特別是手機應用中,要求焊接光斑小,如直徑小于0.5 mm焊點時,這就需要MOPA結構的微焊接技術。



微焊接技術具有以下幾個優點:適用于厚度小于0.5 mm各類金屬薄板的焊接;微焊接技術主要采用螺旋狀的焊接方式,形成微焊點,可以與底層基材很好地融合;適用于異種材料的焊接,具有較小的熱影響,焊接產生的材料變形較小,這些是其非常大的優勢。

2

激光去毛刺





MOPA結構光纖激光器參數設置選擇性較多,所以在手機去毛刺應用中具有優勢。一般部件去除毛刺后,粗糙度可控制在20 μm左右,使整體的美觀性大為提高。

3

激光微孔加工

MOPA結構的脈沖光纖激光器應用在非常薄的特種金屬微孔加工,這是其應用優勢,加工材料不變形,孔徑和孔的邊緣處理的很好,加工的時間周期一般也能滿足正?蛻舻男枨。

3

QCW光纖激光器

QCW光纖激光器的出現,很大地改變了激光器的應用市場,幾乎取代了燈泵激光器的市場。早期由于QCW光纖激光器價格較高,燈泵激光器仍占據一部分應用市場,但隨著用戶對QCW光纖激光器價格的接受程度越來越高,不斷取代了燈泵激光器應用市場。隨著近幾年該類激光器的發展,燈泵焊接、燈泵切割機已逐漸被淘汰。QCW光纖激光器在以下方面具有典型應用。

1

激光點焊



這與MOPA結構的微焊接不同,MOPA光纖激光器是對薄金屬進行焊接,焊接光斑要求小于0.5 mm;而QCW光纖激光器適用于0.7 mm甚至1 mm的金屬點焊。應用范圍廣泛,如連接件、線材、光模塊等的封裝,甚至自動化焊接裝備,形成批量應用。但是國產QCW光纖激光器目前市占率較低,國產化進程仍有待進一步加快。

2

激光特殊鋼材切割



QCW光纖激光器的另一個優勢應用是精密薄板切割和特殊材料切割領域。比如電機的定子和轉子硅鋼片的切割,切割精度要求較高,精度±0.01 mm。

3

激光發動機機匣制孔

國內產品目前還未滲透該應用領域。以前是通過燈抽運激光器在發動機機匣上制孔,目前已被QCW光纖激光器替代。該領域的制孔直徑一般在1 mm以上。

4

激光藍寶石切割



QCW光纖激光器在某些要求不高的藍寶石切割領域也可以發揮優勢。這有一個基本的指標需要注意,對于要求微裂紋、粗糙度在20 μm以上的藍寶石加工,該款激光器也可達到切割要求。

4

超快光纖激光器

近幾年隨著超快激光器技術的應用,全光纖的超快激光器也在不斷推出。全光纖超快激光器與固體超快激光器在一些應用領域存在競爭,具體有以下典型應用。

1

激光發動機高溫合金制孔



發動機葉片氣膜孔領域有很好的發展市場。隨著發動機動力越來越大,溫度越來越高,發動機有些關鍵部件后續會用陶瓷基的復合材料,這種材料傳統的加工方式無法實現,而激光是一個很好的解決方案。目前,市場上還只有西安光機所的中科微精在進行相關工作。

2

01

激光打孔



飛秒激光器根據不同材料,在激光陶瓷打深孔如氧化鋯材料鉆孔,玻璃材料的打孔、盲孔等領域都有廣泛的應用。

3

激光隱切





飛秒光源做激光隱切,比較大的優勢是對材料的兼容性較好,在膠合玻璃、晶圓透鏡、藍寶石窗口、藍寶石手機蓋板/背板、厚玻璃、毛玻璃切割等領域具有廣泛的應用。

5

連續波(CW)光纖激光器

連續光纖激光器的工業應用主要體現在高功率、高速度加工方面。



1

激光切割



12-20 mm碳鋼的高速亮面切割樣品

典型應用如節約成本的空氣切割、體現技術的厚板小孔切割技術等。

2

激光切割加工自動化料庫/柔性化鈑金智能生產線

由于光纖激光器具有柔性化的制造能力,華工激光已經可提供成套解決方案。如華工激光的自動化激光切割柔性生產線,通過多元智能化激光產品解決更多的激光制造需求。同時,不僅在切割、下料等制造方面,華工激光提供的激光全自動/半自動數控激光切管系列的產品,還可應用管材切割。



3

激光三維五軸切割

這是華工激光連續光源最新的應用熱點。目前這個市場在汽車熱成形行業已有廣泛的應用。其中,可無限回轉三維切割頭是其關鍵部件,具有無限回轉、磁力防碰撞、內置水冷卻系統、自動調焦、高速浮動軸等優點。



除此之外,連續光纖激光器還在白車身激光焊裝線、激光手持焊、激光金屬3D打印、被譽為當前可替代電鍍技術最具競爭力工藝的激光超高速熔覆等方面都有廣泛應用。



白車身激光焊裝線



手持激光焊接

6

總結

經過市場多年驗證,光纖激光器技術優勢體現無疑,并廣受關注。但是需要警惕的是,光纖激光器的產業發展應從競爭中尋找差異化發展,以免像光伏產業一樣重蹈覆轍。

對于國內企業來說,如何提高自己光源的品質是其主要思考的問題。從全球激光器發展態勢來看,不能完全依靠自身研發單打獨斗,也需要通過企業并購,利用資本力量帶動產業鏈的發展,真正打通產業鏈,實現產業升級。

本文根據華工激光技術總監盧飛星做客“光言萬物”直播間作的“光纖激光器在工業領域的典型應用”報告內容整理而成。

封面來源:https://www.fabricatingandmetalworking.com/wp-content/uploads/2016/01/OPTIPLEX-Fiber-Cutting-1.jpg

☆ END ☆


=========分界線========

光電匯-光電產品一站式導購服務平臺

相關標簽:

首頁 > 在線幫助 > 不同類型的光纖激光器,在工業中有哪些典型應用
首頁 > 在線幫助 > 不同類型的光纖激光器,在工業中有哪些典型應用
久久久这里有的精品-亚洲七七久久桃花综合-国产一区精品视频一区二区