Laser-Schneide-Maschine

Prinzip der Laserbearbeitungstechnologie

Laserbearbeitungstechnologie

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Laser ist die Abkürzung für Englisch Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, was so viel wie „Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung“ bedeutet. Als wichtiges Symbol für die Entwicklung von Wissenschaft und Technologie im 20. Jahrhundert und eine der Säulen der optoelektronischen Technologie in der modernen Informationsgesellschaft wird die Entwicklung der Lasertechnologie und verwandter Industrien von den Industrieländern hoch geschätzt. Die Laserbearbeitung ist das vielversprechendste Feld der Laseranwendungen. Insbesondere die Technologien Laserschweißen, Laserschneiden und Laserauftragschweißen haben sich in den letzten Jahren rasant entwickelt und haben enorme wirtschaftliche und soziale Vorteile gebracht.

Prinzipien, Eigenschaften und Technologie der Laserbearbeitung

Die Laserbearbeitungstechnologie ist eine Technologie, die die Eigenschaften der Wechselwirkung zwischen dem Laserstrahl und dem Material nutzt, um Materialien (einschließlich Metalle und Nichtmetalle) zu schneiden, zu schweißen, Oberflächen zu bearbeiten, zu perforieren und Embleme zu bearbeiten. Als fortschrittliche Fertigungstechnologie ist die Laserbearbeitung in der Automobilindustrie, bei elektronischen Geräten, in der Luftfahrt, in der Metallurgie, im Maschinenbau und in anderen Industriebereichen weit verbreitet. Es spielt eine immer wichtigere Rolle bei der Verbesserung der Produktqualität und Arbeitsproduktivität, der Automatisierung und der Schadstofffreiheit sowie der Reduzierung des Materialverbrauchs. Wirkung.

Das Prinzip der Laserbearbeitung

Die Laserbearbeitung ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem ein fokussierter Laserstrahl als Wärmequelle verwendet wird, um das Werkstück zu beschießen, um Metall- oder Nichtmetallwerkstücke zu schmelzen, um kleine Löcher, Schnitte, Verbindungen, Plattierungen usw. zu bilden. Die Laserbearbeitung ist im Wesentlichen ein Prozess von Wechselwirkung zwischen Laser und nicht transparentem Material. Es ist ein Quantenprozess in der mikroskopischen Sicht, und es wird reflektiert, absorbiert, erhitzt, geschmolzen, verdampft und andere Phänomene in der makroskopischen Sicht.

Bei der Einstrahlung von Laserstrahlen unterschiedlicher Leistungsdichte treten verschiedene Veränderungen der Materialoberfläche auf. Diese Veränderungen umfassen einen Anstieg der Oberflächentemperatur, Schmelzen, Verdampfung, Bildung kleiner Löcher und Erzeugung von photoinduziertem Plasma. Abbildung 1.1 zeigt mehrere Zustandsänderungen des metallischen Werkstoffs unter Einwirkung von Laserstrahlung mit unterschiedlichen Leistungsdichten.

Mehrere physikalische Veränderungen an der Oberfläche metallischer Werkstoffe unter Einwirkung von Laserstrahlung
Abbildung 1.1. Mehrere physikalische Veränderungen an der Oberfläche von metallischen Werkstoffen unter Einwirkung von Laserstrahlung

Wenn die Laserleistungsdichte weniger als 104 W/cm² beträgt2, führt die Absorption der Laserenergie durch das Metall nur zu einem Temperaturanstieg der Materialoberfläche, die Festphase bleibt jedoch unverändert. Es kann für die Oberflächenwärmebehandlung, das Phasenwechselhärten oder das Hartlöten von Teilen verwendet werden.

Wenn die Laserleistungsdichte in der Größenordnung von 104~106W/cm . liegt2, wird eine Wärmeleitfähigkeitserwärmung erzeugt und die Oberflächenschicht des Materials schmilzt. Es kann zum Umschmelzen von Metalloberflächen, zum Legieren, Plattieren und zum Wärmeleitfähigkeitsschweißen (wie Hochgeschwindigkeitsschweißen von dünnen Platten und Präzisionsschweißen usw.) verwendet werden.

Wenn die Laserleistungsdichte die Größenordnung von 106 W/cm . erreicht2, wird die Oberfläche des Materials durch den Laserstrahl bestrahlt, und die Heiztemperatur der Laserwärmequelle erreicht den Siedepunkt des Metalls, wodurch ein Plasmadampf gebildet wird und heftig verdampft. Unter Einwirkung des Verdampfungsexpansionsdrucks wird die Flüssigkeitsoberfläche nach unten vertieft. Tief eindringende kleine Löcher, gleichzeitig wird der Metalldampf unter der Wirkung des Laserstrahls ionisiert, um ein photoinduziertes Plasma zu erzeugen, das hauptsächlich zum Laserdurchdringen, Schneiden und Bohren verwendet wird.

Wenn die Laserleistungsdichte größer als 107 W/cm . ist2, breitet sich das photoinduzierte Plasma entgegen der Einfallsrichtung des Laserstrahls aus und bildet eine Plasmawolke, und das Phänomen der Abschirmung des Lasers durch das Plasma wird zum Bohren mit einem gepulsten Laser genutzt. Verarbeitung wie Schlaghärten.

Laserbearbeitung ist die Verwendung eines Laserstrahls mit hoher Leistungsdichte, um das Werkstück zu bestrahlen, um das Material zu schmelzen und zu verdampfen, um spezielle Bearbeitungen wie Perforieren, Schneiden und Schweißen durchzuführen (siehe Abbildung 1.2.). Die frühe Kondensationsbearbeitung wurde aufgrund ihrer geringen Leistung hauptsächlich zum Bohren kleiner Löcher und zum Mikroschweißen verwendet. In den 1970er Jahren, mit dem Aufkommen von Hochleistungs-CO2 Laser, Yttrium-Aluminium-Granat-Laser mit hoher Wiederholrate (YAG) und intensiver Forschung zu Laserbearbeitungsmechanismen und -prozessen hat die Laserbearbeitungstechnologie große Fortschritte gemacht und der Anwendungsbereich variiert Die Expansion. Mehrere Kilowatt Laserbearbeitungsgeräte wurden für Hochgeschwindigkeitsschneiden, Tiefschweißen und Oberflächenbehandlung verschiedener Materialien verwendet. Verschiedene spezialisierte Laserbearbeitungsgeräte konkurrieren um das Erscheinen und kombiniert mit photoelektrischer Verfolgung, digitaler Computersteuerung, Robotik und anderen Technologien, wodurch das Automatisierungsniveau und die Nutzungsfunktionen der Laserbearbeitung erheblich verbessert werden.

Schnittprobe
Abbildung 1.2. Schnittmuster

Der Laser kann als ein Gerät interpretiert werden, das Rohenergie wie elektrische Energie, chemische Energie, thermische Energie, Lichtenergie oder Kernenergie in elektromagnetische Strahlen bestimmter spezifischer Lichtfrequenzen (Ultraviolettlicht, sichtbares Licht oder Infrarotlicht) umwandelt. Die Umwandlungsform ist in einigen festen, flüssigen oder gasförmigen Medien einfach durchzuführen. Wenn diese Medien in Form von Atomen oder Molekülen angeregt werden, erzeugen sie Laserstrahlen mit nahezu gleicher Phase und fast einem einzigen langen Strahl. Aufgrund der gleichen Phase und einer einzigen Wellenlänge ist der Differenzwinkel sehr klein, und die übertragbare Entfernung ist ziemlich lang, bevor sie hochkonzentriert wird, um Funktionen wie Schweißen, Schneiden und Auftragen bereitzustellen.

Laserbearbeitungsgeräte bestehen aus vier Hauptteilen, nämlich Laser, optisches System, mechanisches System, Steuerung und Detektionssystem. Der hochintensive Laserstrahlausgang des Lasers wird durch die Linse auf das Werkstück fokussiert, und die Leistungsdichte im Brennpunkt beträgt bis zu 106~1012 W/cm2 (Die Temperatur beträgt bis zu 10000℃) und jedes Material wird sofort schmelzen und verdampfen. Die Laserbearbeitung soll die thermische Wirkung dieser Lichtenergie zum Schweißen, Bohren und Schneiden von Materialien nutzen. Die zur Bearbeitung gebräuchlichen Laser sind hauptsächlich YAG-Festkörperlaser und CO2 Laser, die die Vorteile eines einfachen Aufbaus, einer großen Ausgangsleistung und eines hohen Energieumwandlungswirkungsgrads aufweisen und in großem Umfang für die Laserbearbeitung von Materialien verwendet werden können.

Merkmale der Laserbearbeitung

Der weltweit erste Laserstrahl wurde 1960 mit einer Blitzlampe zur Anregung von Rubinkristallkörnern erzeugt. Aufgrund der Begrenzung der Wärmekapazität des Kristalls kann er nur einen sehr kurzen Pulsstrahl erzeugen und die Frequenz ist sehr niedrig. Obwohl die momentane Impulsspitzenenergie bis zu 106 W/cm . betragen kann2, es ist immer noch eine geringe Energieabgabe.

Die Verwendung von Yttrium-Aluminium-Granat-Kristallstäben (Nd: YAG) mit der Zahl (Nd) als Anregungselement kann einen kontinuierlichen Einzelwellenlängenstrahl von 1 bis 8 kW erzeugen. Der YAG-Laser (Wellenlänge 1.06 pm) kann über einen flexiblen Lichtwellenleiter mit dem Laserbearbeitungskopf verbunden werden. Das Gerätelayout ist flexibel und zum Schweißen mit einer Dicke von 0,5-6 mm geeignet. Verwendung von CO2 Laser (Wellenlänge 1.06 pm) mit CO2 Als Erreger kann die Ausgangsenergie 25kW erreichen und kann zum Einschweißen von 2 mm dicken Blechen in einem Durchgang verwendet werden. Es ist in der Metallverarbeitung in der Industrie weit verbreitet.

  • Der Lichtfleck ist klein, die Energie ist konzentriert und die Wärmeeinflusszone ist klein; Der Laserstrahl ist leicht zu fokussieren und zu führen, was für die automatische Steuerung praktisch ist.
  • Es berührt das zu bearbeitende Werkstück nicht und verursacht keine Verschmutzung des Werkstücks; es unterliegt keiner elektromagnetischen Störung und ist bequemer zu verwenden als die Elektronenstrahlbearbeitung.
  • Der Bearbeitungsbereich ist breit, fast jedes Material kann graviert und geschnitten werden. Das Gravieren und Schneiden mit hoher Geschwindigkeit kann entsprechend dem vom Computer ausgegebenen Muster ausgeführt werden, und die Geschwindigkeit des Laserschneidens ist viel schneller als die des Drahtschneidens.
  • Sicher und zuverlässig: Es wird eine berührungslose Verarbeitung verwendet, die keine mechanische Extrusion oder mechanische Belastung des Materialabschnitts verursacht. Genau und akribisch; Bearbeitungsgenauigkeit kann 0,1 mm erreichen. Gleichbleibende Wirkung: Damit die Bearbeitungswirkung der gleichen Werkstückcharge nahezu gleich ist.
  • Die Schnittnaht ist klein; Die Schnittnaht beim Laserschneiden beträgt im Allgemeinen 0,1 bis 0,2 mm und die Schnittfläche ist glatt: Die Schnittfläche des Laserschneidens hat keine Grate. Geringer thermischer Verzug: Die Laserbearbeitung beim Laserschneiden ist dünn, schnell und energiekonzentriert. Daher ist die auf das zu schneidende Material übertragene Wärme gering und auch die Verformung des Materials ist sehr gering.
  • Es eignet sich für die Verarbeitung großer Produkte. Die Herstellungskosten für große Produkte sind sehr hoch. Die Laserbearbeitung erfordert keine Formen, und die Laserbearbeitung kann den Zusammenbruch des Materials beim Stanzen und Schneiden des Materials vollständig vermeiden, was die Produktionskosten des Unternehmens senken und das Produkt verbessern kann. Die Zahnräder.
  • Niedrige Kosten: Die Laserbearbeitung ist nicht durch die Anzahl der Bearbeitungen begrenzt, sondern eignet sich besser für Kleinserienbearbeitungsdienste.
  • Materialeinsparung: Die Laserbearbeitung verwendet Computerprogrammierung, mit der Produkte unterschiedlicher Formen geschnitten werden können, wodurch die Materialausnutzung maximiert und die Materialkosten erheblich gesenkt werden.

Laserbearbeitungstechnik

Die Lasertechnologie ist eine umfassende Technologie, die mehrere Disziplinen wie Licht, Mechanik, Elektrizität, Materialien und Prüfung umfasst. Traditionell umfassen Laserbearbeitungstechniken Schneiden, Schweißen, Oberflächenbehandlung, Plattieren, Stanzen (Markieren), Ritzen und andere Bearbeitungstechniken. Die Anforderungen unterschiedlicher Materialbearbeitungsverfahren an die Laserleistung und Strahlqualität des Laserfertigungssystems sind in Abbildung 1.3 dargestellt.

Laserschweißtechnik

Das Laserschweißen ist einer der wichtigen Aspekte bei der Anwendung der Laserbearbeitungstechnologie. Laserstrahlung erwärmt die Oberfläche des Werkstücks und die Oberflächenwärme wird durch Wärmeleitung ins Innere diffundiert. Durch Steuerung der Breite, Energie, Leistungsdichte und Wiederholfrequenz des Laserpulses wird das Werkstück zu einem bestimmten Schmelzbad geschmolzen. Aufgrund seiner einzigartigen Vorteile wird es erfolgreich beim Schweißen von Klein- und Kleinteilen eingesetzt. Die Entstehung von Hochleistungs-CO2 Laser und Hochleistungsfaserlaser eröffneten ein neues Feld des Laserschweißens. Auf dem Pinhole-Effekt basierendes Tiefschweißen wurde erreicht und wurde in großem Umfang im Maschinenbau, in der Automobilherstellung, in der Stahlindustrie und in anderen Industriebereichen verwendet.

Das Laserschweißen kann schwer zugängliche Teile schweißen und berührungsloses Langstreckenschweißen durchführen, was eine große Flexibilität bietet. Die YAG-Lasertechnologie verwendet eine Glasfaserübertragungstechnologie, wodurch die Laserschweißtechnologie weiter verbreitet wird. Der Laserstrahl kann den Strahl zeitlich und räumlich einfach aufteilen und kann mehrere Strahlen gleichzeitig bearbeiten, was die Voraussetzungen für ein präziseres Schweißen schafft. Es kann zum Beispiel für dicke und dünne Autokarosserieplatten, Autoteile, Lithiumbatterien, Herzschrittmacher, versiegelte Relais usw. verwendet werden. Verschiedene Geräte und versiegelte Geräte erlauben keine Schweißverformung und Kontamination.

Die Anforderungen von Materialbearbeitungsverfahren an Laserleistung und Strahlqualität
Bild 1.3 Anforderungen an Materialbearbeitungsverfahren an Laserleistung und Strahlqualität

Die Laserschweißtechnologie hat einen Reinigungseffekt für das Schmelzbad, kann reines Schweißgut erhalten und ist zum Schweißen zwischen gleichen und unähnlichen Metallmaterialien geeignet. Das Laserschweißen weist eine hohe Energiedichte auf, was insbesondere zum Schweißen von Metallen mit hohem Schmelzpunkt, hoher Reflektivität, hoher Wärmeleitfähigkeit und sehr unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von Vorteil ist.

Die Hauptvorteile des Laserschweißens sind hohe Geschwindigkeit, großer Einbrand, geringe Verformung und kann bei Raumtemperatur oder unter besonderen Bedingungen geschweißt werden. Wenn der Laser das elektromagnetische Feld durchquert, verschiebt sich der Strahl nicht; Der Laser kann in Luft- und bestimmten Gasumgebungen geschweißt werden und kann Glas oder Materialien schweißen, die für den Strahl transparent sind. Nachdem der Laser fokussiert ist, ist die Leistungsdichte hoch und das Seitenverhältnis während des Schweißens kann 5: 1 bis 10: 1 erreichen, und er kann feuerfeste Materialien wie Titan und Quarz schweißen und unterschiedliche Materialien mit guten Ergebnissen schweißen , wie das Schweißen von zwei Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften, Kupfer und Tantal, kann eine Erfolgsrate von 100% erreichen. Es kann auch Mikroschweißen durchgeführt werden. Nachdem der Laserstrahl fokussiert ist, kann ein kleiner Fleck erhalten werden und dieser kann präzise positioniert werden. Es kann beim Montageschweißen von Mikro- und kleinen Komponenten der automatisierten Massenproduktion verwendet werden, wie z. Die Wärmeeinflusszone ist klein und die Lötstellen sind schadstofffrei, was die Schweißqualität stark verbessert.

Laserschneidtechnologie

Das Laserschneiden wird durch Anwenden von Energie mit hoher Leistungsdichte erreicht, die durch Laserfokussierung erzeugt wird. Unter der Steuerung des Computers wird der Laser durch Pulse entladen, und ein kontrollierter repetitiver Hochfrequenz-Pulslaser wird ausgegeben, um einen Laserstrahl mit einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Pulsbreite zu bilden. Der gepulste Laserstrahl wird durch den optischen Weg übertragen, reflektiert und durch die Fokussierungslinsengruppe auf die Oberfläche des bearbeiteten Objekts fokussiert, wodurch ein kleiner Fleck mit hoher Energiedichte gebildet wird, der Fokus befindet sich in der Nähe der zu bearbeitenden Oberfläche. und das verarbeitete Material wird bei einer sofortigen hohen Temperatur geschmolzen oder verdampft.

Der hochenergetische Laserpuls kann im Handumdrehen ein kleines Loch auf die Oberfläche des Objekts sputtern. Computergesteuert führen der Laserbearbeitungskopf und das bearbeitete Material eine kontinuierliche Relativbewegung gemäß der vorgezeichneten Grafik durch, so dass das Objekt in die gewünschte Form bearbeitet wird. Beim Schneiden wird ein zum Strahl koaxialer Luftstrom aus dem Schneidkopf ausgestoßen und das geschmolzene oder verdampfte Material wird vom Boden des Einschnitts weggeblasen. Im Vergleich zu herkömmlichen Plattenbearbeitungsverfahren hat das Laserschneiden die Vorteile einer guten Schnittqualität (schmale Schnittbreite, kleine Wärmeeinflusszone, glatter Schnitt), hoher Schnittgeschwindigkeit, hoher Flexibilität (kann jede Form schneiden) und einer großen Materialauswahl Anpassungsfähigkeit.

Die Laserschneidtechnologie ist bei der Bearbeitung von Metall- und nichtmetallischen Materialien weit verbreitet, wodurch die Bearbeitungszeit erheblich verkürzt, die Bearbeitungskosten gesenkt und die Werkstückqualität verbessert werden können. Die moderne Laserschneidtechnologie ist zum Schwert „Eisen wie Schlamm schneiden“ geworden, dem die Menschen im Idealfall nachgehen.

Das CO . nehmen2 Laserschneidmaschine als Beispiel besteht die gesamte Schneidevorrichtung aus einem Steuerungssystem, einem Bewegungssystem, einem optischen System, einem Wasserkühlungssystem, einem Luftschutzsystem usw., wobei der fortschrittliche CNC-Modus verwendet wird, um eine Mehrachsenverbindung zu erreichen und Laserenergieschneiden, ohne von der Geschwindigkeit beeinflusst zu werden; Der Servomotor mit überlegener Leistung und die Getriebeführungsstruktur können eine gute Bewegungsgenauigkeit bei hoher Geschwindigkeit erreichen.

Laserschneiden kann in der Automobilherstellung, Computer, Elektromechanik, Metallteilen und Sondermaterialien, Kreissägeblättern, Federscheiben, Kupferplatten für elektronische Teile, Metallgitterplatten, Stahlrohren, Bakelit, Aluminiumlegierungsblechen, Quarzglas, Silizium verwendet werden Gummi, Aluminiumoxid-Keramikplatte, Titanlegierung usw. Die verwendeten Laser sind YAG-Laser und CO2 Laser. Gepulste Laser eignen sich für metallische Materialien und kontinuierliche Laser sind für nichtmetallische Materialien geeignet. Letzteres ist ein wichtiges Anwendungsgebiet der Laserschneidtechnik.

Laserauftragstechnologie

Unter Laserauftragschweißen versteht man das gleichzeitige Aufschmelzen des Mantelmaterials und der Oberflächenschicht des Substrats durch Laserstrahlbestrahlung auf die Oberfläche des Mantelsubstrats auf unterschiedliche Weise und das schnelle Erstarren zu einer Schmelze mit extrem geringer Verdünnung und einem metallurgischen Verbund mit das Substrat. Beschichtung, ein Prozessverfahren zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und der elektrischen Eigenschaften der Basisschichtoberfläche.

Unter Ausnutzung der hohen Leistungsdichte des Laserstrahls bildet die Zugabe von selbstfließendem Legierungspulver einer bestimmten Zusammensetzung (wie Legierungen auf Nickel-, Kobalt- und Eisenbasis usw.) eine sehr dünne Mantelschicht auf der Oberfläche des Substrat, um sie im geschmolzenen Zustand gleichförmig zu machen. Verteilen Sie sich auf der Oberfläche des Teils und erreichen Sie eine vorbestimmte Dicke und bilden Sie eine gute metallurgische Bindung mit der mikroschmelzenden Matrix, und es gibt nur einen geringen Verdünnungsgrad zwischeneinander. Im anschließenden Schnellerstarrungsprozess unterscheidet sich die Oberfläche des Teils komplett vom Untergrund. Funktionelle Verkleidungsmaterialschicht mit besonderen Eigenschaften. Laserauftragschweißen kann die Oberflächeneigenschaften von Materialien vollständig verändern und der Oberfläche von kostengünstigen Materialien eine extrem hohe Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und andere Eigenschaften verleihen.

Laserauftragschweißen kann den Zweck der Oberflächenmodifikation, Reparatur oder Wiederaufbereitung erfüllen. Es kann Löcher und Risse auf der Materialoberfläche reparieren, die geometrische Größe und Leistung der verschlissenen Teile wiederherstellen, die Anforderungen an die spezifische Leistung der Materialoberfläche erfüllen und viele Edelmetalle sparen. Im Vergleich zum Auftragen, Spritzen, Galvanisieren und Aufdampfen weist das Laserauftragschweißen die Eigenschaften einer geringen Verdünnungsrate, einer dichten Struktur und einer guten Kombination von Mantelschicht und Substrat auf. Es ist weit verbreitet in der Luftfahrt-, Formen- und elektromechanischen Industrie. Derzeit werden beim Laserauftragschweißen hauptsächlich Hochleistungs-YAG-Laser und CO .-Laser verwendet2 Laser.

Laserwärmebehandlung

Der Laserstrahl mit hoher Leistungsdichte wird verwendet, um die Oberfläche des Metallwerkstücks zu erhitzen, um eine Oberflächenmodifikation (d. h. um die Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Werkstücks zu verbessern) Wärmebehandlung zu erreichen. Der Laserstrahl kann je nach Bedarf lokal selektiv gehärtet werden, Spannung und Verformung des Werkstücks sind gering. Diese Technologie ist in der Automobilindustrie weit verbreitet, z. B. bei der Laserwärmebehandlung von Zylinderlaufbuchsen, Kurbelwellen, Kolbenringen, Kommutatoren, Zahnrädern und anderen Teilen, und wird auch in der Luft- und Raumfahrt, Werkzeugmaschinenindustrie und Maschinenbau weit verbreitet. Die Anwendung der Laserwärmebehandlung in meinem Land ist viel breiter als im Ausland. Die derzeit verwendeten Laser sind hauptsächlich YAG-Laser und CO2 Laser.

Die Laserwärmebehandlung kann eine Phasenumwandlungshärtung (oder Oberflächenabschreckung, Oberflächenamorphisierung, Oberflächenremissionsabschreckung), Oberflächenlegierung und andere Oberflächenmodifizierungsbehandlungen auf der Metalloberfläche erreichen, was zu Oberflächenzusammensetzung und Struktureigenschaften führt, die durch Abschrecken auf großer Oberfläche nicht erreicht werden können. Das Lasertransformationshärten ist das früheste, am meisten untersuchte und am weitesten verbreitete Verfahren in der Laserwärmebehandlung. Es ist für die meisten Materialien und verschiedene Teile von Teilen mit unterschiedlichen Formen geeignet und kann die Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit der Teile verbessern. Nach der Laserwärmebehandlung kann die Oberflächenhärte von Gusseisen mehr als 60 HRC erreichen, und die Oberflächenhärte von Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt kann mehr als 70 HRC erreichen, was die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit des Materials verbessert , und verlängert die Lebensdauer des Werkstücks.

Die Laser-Annealing-Technologie ist ein Prozess der Halbleiterbearbeitung, und der Effekt ist viel besser als beim konventionellen Wärmebehandlungsglühen. Nach dem Lasertempern kann die Austauschrate von Verunreinigungen 98%~99% erreichen, wodurch der spezifische Widerstand von Polysilizium um 40%~50% reduziert werden kann, was die Integration integrierter Schaltungen erheblich verbessern und den Abstand zwischen Schaltungselementen auf 0,5 μm reduzieren kann.

Laser-Rapid-Prototyping-Technologie

Die Laser-Rapid-Prototyping-Technologie wird durch die Kombination von Laserbearbeitungstechnologie mit computergestützter numerischer Steuerungstechnologie und flexibler Fertigungstechnologie gebildet und wird hauptsächlich in der Formen- und Modellindustrie eingesetzt. Die derzeit eingesetzten Laser sind hauptsächlich YAG-Laser, CO2 Laser und Faserlaser. Die Laser-Rapid-Prototyping-Technologie integriert die neuesten Errungenschaften der Lasertechnologie, CAD/CAM-Technologie, Steuerungstechnik und Materialtechnologie. Nach dem CAD-Modell des Teils wird das lichtempfindliche Polymermaterial Schicht für Schicht mit einem Laserstrahl ausgehärtet und die Probe wird ohne Formen genau zu einer Probe gestapelt und Das Werkzeug kann schnell und präzise Teile mit komplexen Formen herstellen. Diese Technologie ist in der Luft- und Raumfahrt, in der Elektronik, in Transportfahrzeugen und in anderen Industriebereichen weit verbreitet.

Laserbohrtechnik

Die Laserbohrtechnologie hat die Vorteile hoher Präzision, starker Vielseitigkeit, hoher Effizienz, geringer Kosten und erheblicher umfassender technischer und wirtschaftlicher Vorteile. Sie hat sich zu einer der Schlüsseltechnologien im modernen Fertigungsbereich entwickelt. Vor dem Aufkommen von Lasern konnten nur Materialien mit größerer Härte verwendet werden. Es ist äußerst schwierig, Löcher in das Material mit geringerer Härte zu bohren, daher ist es äußerst schwierig, Löcher in den Diamanten mit hoher Härte zu bohren. Nach dem Aufkommen des Lasers ist diese Art der Operation schnell und sicher, aber das vom Laser gebohrte Loch ist konisch anstelle der zylindrischen Form des mechanischen Bohrens, was an manchen Stellen unbequem ist (siehe Abbildung 1.4).

Laserbohrtechnik
Abbildung 1.4 Laserbohrtechnik

Laserbohren wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilherstellung, in der elektronischen Instrumentierung, in der Chemie und in anderen Industrien verwendet. Die rasante Entwicklung des Laserbohrens spiegelt sich hauptsächlich darin wider, dass die Ausgangsleistung des zum Bohren verwendeten YAG-Lasers von 400 W auf 800 W oder sogar 1000 W gestiegen ist, und die Spitzenleistung beim Bohren so hoch wie 30 ~ 50 kW ist, die zum Stanzen verwendete Impulsbreite beträgt schmaler werden, die Wiederholfrequenz wird immer höher, die Laserleistungsparameter werden verbessert, die Stanzqualität wird verbessert, die Stanzgeschwindigkeit wird erhöht und auch der Anwendungsbereich des Laserstanzens wird erweitert. Die relativ ausgereifte Anwendung des Laserbohrens in China liegt in der Herstellung von Ziehsteinen aus synthetischem Diamant und natürlichem Diamant sowie in der Uhren-, Instrumenten-, Flugzeugflügel- und Leiterplattenindustrie. Die derzeit verwendeten Laser sind CO2. Laser und YAG-Laser sind die wichtigsten, aber auch Excimerlaser, Isotopenlaser und Halbleiterpumplaser werden verwendet.

Laserbeschriftungstechnologie

Die Lasermarkierung ist eine Markierungsmethode, bei der ein Laserstrahl mit hoher Energiedichte verwendet wird, um das Werkstück lokal zu bestrahlen, um das Oberflächenmaterial zu verdampfen oder die Farbe des Oberflächenmaterials zu ändern, wodurch eine dauerhafte Markierung hinterlassen wird. Die Lasermarkierung kann eine Vielzahl von Zeichen, Symbolen und Mustern usw. erzeugen, und die Größe der Zeichen kann von Millimetern bis Mikrometern reichen, was für die Produktfälschung von besonderer Bedeutung ist. Nach der Fokussierung wirkt der extrem dünne Laserstrahl wie ein Werkzeug, das das Oberflächenmaterial des Objekts Punkt für Punkt abtragen kann. Die fortschrittliche Natur der Lasermarkierungstechnologie besteht darin, dass der Markierungsprozess eine berührungslose Verarbeitung ist, die keine mechanische Extrusion oder mechanische Belastung erzeugt und die verarbeiteten Gegenstände nicht beschädigt. Die Größe des fokussierten Laserstrahls ist klein, die Wärmeeinflusszone ist klein und die Bearbeitung ist fein, was den Prozess vervollständigen kann, der mit herkömmlichen Verfahren nicht erreicht werden kann.

Das „Werkzeug“ bei der Laserbeschriftung ist ein fokussierter Strahl, es werden keine zusätzlichen Geräte und Materialien benötigt. Solange der Laser normal arbeiten kann, kann er über einen langen Zeitraum kontinuierlich bearbeitet werden. Die Laserbeschriftung hat eine schnelle Verarbeitungsgeschwindigkeit und niedrige Kosten. Es wird automatisch von einem Computer gesteuert und erfordert keinen menschlichen Eingriff während der Produktion. Die Excimer-Lasermarkierung ist eine neue Technologie, die in den letzten Jahren entwickelt wurde. Es eignet sich besonders für Metallmarkierungen und kann Submikrometermarkierungen erzielen. Es ist in der Mikroelektronikindustrie und in der Biotechnik weit verbreitet.

Welche Art von Informationen, die der Laser markieren kann, hängen mit dem Inhalt des Computerdesigns zusammen? Solange das vom Computer entworfene Druckgrafik-Markierungssystem es identifizieren kann, kann die Markiermaschine die Design-Informationen auf einem geeigneten Träger genau wiederherstellen. Daher bestimmt die Funktion der Laserbeschriftungssoftware in hohem Maße die Funktion des Laserbeschriftungssystems. Diese Technologie wird in verschiedenen Materialien und in fast allen Branchen eingesetzt. Zu den verwendeten Lasern gehören YAG-Laser, CO2 Laser und Halbleiter-Pumplaser.

Laser-Oberflächenverstärkung und Legierung

Die Laseroberflächenverstärkung ist die Verwendung von Laserstrahlerhitzen mit hoher Leistungsdichte, um die dünne Schicht der Werkstückoberfläche zum Schmelzen und Phasenwechseln zu bringen, und dann selbsterregt und schnell abzukühlen, um eine mikrokristalline oder amorphe Struktur zu bilden. Beim Laser-Oberflächenlegieren wird das Metall, die Legierung oder die Verbindung, die auf der Oberfläche des Werkstücks aufgetragen ist, mit einem Laser erhitzt und schnell mit dem Grundmetall geschmolzen, um eine neue Legierungsschicht oder Verbundschicht auf der Oberfläche des Werkstücks zu bilden, um die Zweck der Oberflächenmodifizierung des Materials. Sie können auch einen Laserstrahl verwenden, um das Grundmetall und das vorbeiströmende Gas zu erhitzen, um chemische metallurgische Reaktionen (z . Laseroberflächenverstärkung und -legierung eignen sich für Teile, die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und andere Eigenschaften in der Luft- und Raumfahrt, in der Waffenindustrie, in der Nuklearindustrie und im Automobilbau verbessern müssen.

Sonstiges

Neben der oben genannten Laserbearbeitungstechnologie umfasst die ausgereifte Laserbearbeitungstechnologie auch die Laserätztechnologie, die Laserfeinabstimmungstechnologie, die Laserspeichertechnologie, die Laserritztechnologie, die Laserreinigungstechnologie, die laserunterstützte Galvaniktechnologie, die Laserverglasungstechnologie usw.

Die Fotoätztechnologie ist einfacher als die traditionelle chemische Ätztechnologie, die die Produktionskosten erheblich senken kann und eine 0,125 bis 1 μm breite Linie verarbeiten kann, die für die Herstellung sehr großflächiger integrierter Schaltungen geeignet ist.

Die Laser-Feinabstimmungstechnologie kann den angegebenen Widerstand mit einer Genauigkeit von 0,01%~0,002% automatisch feinabstimmen, was in Bezug auf Genauigkeit, Effizienz und Kosten geringer ist als bei herkömmlichen Verarbeitungsmethoden. Die Laser-Feinabstimmung umfasst Dünnschichtwiderstände (Dicke 0,01~0,64 m) und Dickschicht-Feinabstimmung des Widerstands (20-50 μm Dicke), Feinabstimmung der Kapazität und Feinabstimmung von integrierten Hybridschaltkreisen.

Die Laserspeichertechnologie verwendet Laser zum Aufzeichnen von Video-, Audio-, Textdaten und Computerinformationen, einer der unterstützenden Technologien im Informationszeitalter.

Die Laserscribing-Technologie ist die Schlüsseltechnologie für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen. Es zeichnet sich durch feines Anreißen, hohe Präzision (Linienbreite von 15-25μm, Pflanztiefe von 5-200μm), schnelle Verarbeitungsgeschwindigkeit (bis zu 200mm/s) und eine Ausbeute von bis zu 99,5% oder mehr aus.

Der Einsatz von Laserreinigungstechnologie kann die Partikelbelastung von bearbeiteten Geräten stark reduzieren und die Ausbeute von Präzisionsgeräten verbessern.

Die laserunterstützte Galvanotechnik kann die Abscheidungsgeschwindigkeit von Metallen erhöhen, und die Geschwindigkeit ist 1000-mal schneller als ohne Laserbestrahlung. Es ist von großer Bedeutung für die Herstellung und Reparatur von Mikroschaltern, Präzisionsinstrumententeilen, mikroelektronischen Geräten und integrierten Großschaltkreisen. Verbesserte Technologie kann die Festigkeit der galvanisierten Schicht um das 100- bis 1000-fache erhöhen.

Die Laser-Glazing-Technologie hat eine vielversprechende Zukunft für die Materialmodifikation. Die geringen Kosten, die einfache Steuerung und das Kopieren fördern die Entwicklung neuer Materialien. Laserverglasung in Kombination mit Flammspritzen, Plasmaspritzen, Ionenabscheidung und anderen Technologien bietet breite Anwendungsperspektiven bei der Kontrolle der Organisation und der Verbesserung der Oberflächenverschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Elektronische Materialien, elektromagnetische Materialien und andere elektrische Materialien werden idealerweise in Messgeräten nach der Laserverglasung verwendet.

Aktueller Stand und Entwicklungstrend der Laserbearbeitungstechnik

Nach mehr als 30 Jahren Entwicklung in meinem Land hat die Lasertechnologie wissenschaftliche und technologische Errungenschaften auf hohem Niveau erreicht. Viele wurden in Produktionspraktiken verwendet. Die Produktion von Laserbearbeitungsgeräten ist um eine durchschnittliche jährliche Rate von 20% gestiegen, was den technologischen Wandel der traditionellen Industrien und die Verbesserung der Produktqualität gelöst hat. viele Fragen. Zum Beispiel wird in großen Stahlwerken wie Baosteel und Benxi Iron and Steel die Laserwolle-Chemiefasertechnologie gefördert, was den Zustand der Importabhängigkeit von Stahlblechen für Autoabdeckungen in meinem Land verändern wird; Qualität, Funktion und Preis der Laserbeschriftungsmaschinen und Laserschweißgeräte entsprechen den Bedürfnissen des Inlandsmarktes und dem Marktanteil Die Rate liegt bei über 80%.

Aktueller Stand der Laserbearbeitungstechnik

Die Laserbearbeitung ist das größte Projekt für ausländische Laseranwendungen und auch ein wichtiges Mittel zur Transformation traditioneller Industrien. Es ist hauptsächlich 1~10KW CO2 Laser, 100W bis Kilowatt YAG-Laser und Hochleistungs-Faserlaser zum Schneiden verschiedener Materialien, Schweißen, Stanzen, Auftragen und Oberflächenbehandlung usw. Gemäß der Überprüfung und Prognose des Lasermarktes in den letzten Jahren ist die Anwendung der Laser nimmt im Bereich der Materialbearbeitung den ersten Platz ein und medizinische Laser sind das zweitgrößte Anwendungsfeld im Ausland.

Im Bereich der Laserbearbeitungsanwendungen ist CO2 Laser sind mit 70% bzw. 20% beim Schneiden und Schweißen am weitesten verbreitet, und die Oberflächenbehandlung beträgt weniger als 10%. Die Anwendung von YAG-Lasern ist das Schweißen, Markieren (50%) und Schneiden (15%). Hauptsächlich. In den Vereinigten Staaten und Europa ist CO2 Laser machen 70% bis 80% aus. In der Laserbearbeitung meines Landes wird das Schneiden hauptsächlich für 10% verwendet, davon mehr als 98% CO2 Laserleistung liegt im Bereich von 1,5~3KW; ca. 15% davon hauptsächlich Oberflächenbehandlung, die meisten davon Laser-Oberflächenbehandlung von Zylinderlaufbuchsen von Automobilmotoren. Der wirtschaftliche und gesellschaftliche Nutzen der Laserbearbeitungstechnik ist sehr hoch und die Marktaussichten groß.

In der Automobilindustrie spielt die Laserbearbeitungstechnologie ihre fortschrittlichen, schnellen und flexiblen Bearbeitungseigenschaften voll aus. So kommen beispielsweise bei Automobil-Prototypen und Kleinserien eine Vielzahl von dreidimensionalen Laserschneidmaschinen zum Einsatz, was nicht nur Prototypen und Werkzeugausstattung einspart, sondern auch den Produktionszyklus stark verkürzt; der Laserstrahl macht kleine Löcher in hochharte Materialien und komplexe und gekrümmte Oberflächen, die schnell sind und keine Schäden auftreten; Laserschweißen hat sich in der Automobilindustrie zu einem Standardverfahren entwickelt. Toyota Motor Corporation of Japan hat Lasertechnologie zum Schweißen von Karosserieblechen, zum Zusammenschweißen von Metallplatten mit unterschiedlichen Dicken und unterschiedlichen Oberflächenbeschichtungen und zum anschließenden Stanzen verwendet.

Obwohl die Laser-Oberflächenbehandlung im Ausland nicht so verbreitet ist wie das Schweißen und Schneiden, wird sie in der Automobilindustrie immer noch weit verbreitet eingesetzt, beispielsweise bei der Oberflächenbehandlung von Zylinderlaufbuchsen, Kurbelwellen, Kolbenringen, Kommutatoren, Zahnrädern und anderen Teilen. In industriell entwickelten Ländern wird die Laserbearbeitungstechnologie mit computergestützter numerischer Steuerungstechnologie und flexibler Fertigungstechnologie kombiniert, um die Laser-Rapid-Prototyping-Technologie abzuleiten. Diese Technologie kann nicht nur schnell Modelle herstellen, sondern auch Metallpulver direkt schmelzen und 3D-Druck zu Metallformen herstellen.

Abbildung 1.5 zeigt den Prozess des Laserschweißens als Ersatz für das Widerstandsschweißen in der Karosseriemontage, damit das Autodesign seiner Fantasie und Kreativität freien Lauf lassen kann, um einen einzigartigen Autostil zu entwerfen. Gleichzeitig hat die Laserschweißtechnologie eine höhere Effizienz als das Widerstandspunktschweißen, eine bessere Verbindungsleistung, einen geringeren Materialverbrauch und andere Vorteile.

Aufgrund der Vorteile der Laserbearbeitungstechnik haben ausnahmslos alle europäischen Automobilhersteller die Laserbearbeitungstechnik in großen Stückzahlen übernommen. So bestellte beispielsweise der deutsche Volkswagen Konzern einst 4kW-Hochleistungs-YAG-Laser für 260 Sets, die hauptsächlich zum Karosserieschweißen und zur Teilebearbeitung eingesetzt werden. Auf der Produktionslinie von Bosch in Deutschland wurden mehr als 400 Sets verschiedener Typen von Hochleistungslaserbearbeitungsanlagen installiert, die hauptsächlich für die Bearbeitung und das Schweißen von Autoteilen verwendet werden. Die Breite und Tiefe der Anwendung der Laserbearbeitungstechnologie im Automobilbau sind zu einem wichtigen Symbol für den Fortschritt der Automobilindustrie geworden.

In der Luft- und Raumfahrt wurde das gepulste Laserschweißen vor den 1970er Jahren vor allem zum Punktschweißen von kleinen Präzisionsteilen oder Schweißnähten, die durch Überlappung einzelner Schweißpunkte gebildet wurden, verwendet, da es keinen Hochleistungs-Durchlauflaser gab. Nach den 1970er Jahren mit der Entwicklung von CO2 Laserschweißtechnik von mehreren Trockenwatt hat sich die Situation grundlegend geändert. Stahlbleche mit einer Dicke von wenigen Millimetern können auf einmal durchgeschweißt werden, die resultierende Schweißnaht ähnelt dem Elektronenstrahlschweißen und zeigt das große Potenzial des Hochleistungslaserschweißens. Der Hauptgrund, warum die leere Bezeichnung A80 beispielsweise das Gewicht des Flugzeugs erheblich reduzieren, den Treibstoffverbrauch senken und die Betriebskosten senken kann, ist die Anwendung der Laserschweißtechnologie bei der Verbindung des Rumpfes, der inneren Flügeltrennwand und der Versteifung ( Bild 1.6), statt Das ursprüngliche Nietverfahren wurde von der deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie als große technologische Revolution in der Luftfahrtindustrie bezeichnet.

Laserschweißen statt Widerstandsschweißverfahren
Bild 1.5 Laserschweißen statt Widerstandsschweißverfahren bei der Karosseriemontage

Seit dem 21. Jahrhundert spielen YAG-Laser beim Schweißen, Schneiden, Bohren und Markieren eine immer wichtigere Rolle. Es wird allgemein angenommen, dass YAG-Laserschneiden eine gute Schnittqualität und eine hohe Schnittgenauigkeit erzielen kann, aber die Schnittgeschwindigkeit ist begrenzt. Mit der Verbesserung der Ausgangsleistung und Strahlqualität des YAG-Lasers hat sich der YAG-Laser in den Kilowatt-CO .-Bereich gequetscht2, Laserschneidmarkt. YAG-Laser eignen sich besonders für Mikrogeräte, die keine thermische Verformung und Schweißverschmutzung zulassen, wie Lithiumbatterien, Herzschrittmacher und versiegelte Relais.

Vergleich von Niet- und Laserschweißstrukturen
Bild 1.6 Vergleich von Niet- und Laserschweißstrukturen

Der Faserlaser ist ein in den letzten Jahren entwickelter neuer Typ von Lasergeräten und gehört auch zu den Hotspot-Technologien im Bereich der optoelektronischen Informationsforschung im In- und Ausland. Faserlaser sind aufgrund ihrer Vorteile in optischen Moden und Lebensdauer zu einem Vertreter einer neuen Generation von Festkörperlasern geworden. Sie wurden im In- und Ausland umfassend studiert und schnell entwickelt und haben breite Anwendungsperspektiven.

Der Entwicklungstrend der Laserbearbeitungstechnik

Der Laser ist eine der großen Erfindungen des 20. Jahrhunderts und hat ein enormes technologisches Potenzial. Experten glauben, dass jetzt die Blütezeit der elektronischen Technologie ist, der Protagonist ist der Computer, die nächste Generation wird das Zeitalter der optischen Technologie sein und der Protagonist ist der Laser. Laser eignet sich aufgrund seiner drei Eigenschaften besonders für die Materialbearbeitung: Unisexualität, Kohärenz und Parallelität. Die Laserbearbeitung ist das vielversprechendste Feld der Laseranwendungen, und mehr als 20 Laserbearbeitungstechnologien wurden im Ausland entwickelt. Die Raumkontrolle und Zeitkontrolle des Lasers sind sehr gut, und Material, Form, Größe und Bearbeitungsumgebung des Bearbeitungsobjekts haben große Freiheiten und es eignet sich besonders für die automatische Bearbeitung. Die Kombination aus Laserbearbeitungssystem und computergestützter numerischer Steuerungstechnologie kann hocheffiziente automatische Bearbeitungsanlagen bilden, die breite Perspektiven für eine qualitativ hochwertige, hocheffiziente und kostengünstige Bearbeitung und Produktion eröffnen

Die Laserbearbeitungstechnologie ist eine der wichtigen unterstützenden Technologien der grünen Fertigungstechnologie, die im Einklang mit der nationalen Strategie für nachhaltige Entwicklung steht. Der Entwicklungstrend der Laserbearbeitungstechnik spiegelt sich vor allem in folgenden Aspekten wider.

  • In der Materialforschung und -entwicklung werden entsprechend den Materialarten für das Laserschweißen und -auftragschweißen jeweils Laserschweiß- und Auftragswerkstoffe unterschiedlicher Werkstoffe entwickelt.
  • Bezüglich der Prozesskontrolle geht für Astigmatismus-Schweiß- und Plattierprozesse der Entwicklungstrend dahin, ein Online-Überwachungssystem auf Basis des Laserschweißens und -auftragschweißens zu entwickeln, um den Laserschweiß- und -auftragschweißprozess in Echtzeit zu überwachen. Erforschen und entwickeln Sie Verbundprozesse (wie Laser Arc Composite usw.), die mit Laserschweißen und -auftragschweißen kompatibel sind, um die Effizienz des Laserschweißens und -auftragschweißens zu verbessern.
  • Bei der Verwaltung und Robotisierung von Verarbeitungssystemen umfasst die Systemintegration nicht nur die Verarbeitung selbst, sondern auch die Echtzeiterkennung und die Feedbackverarbeitung. Mit der Etablierung von Expertensystemen ist die Verarbeitung von Systemintelligenz zu einem unvermeidlichen Entwicklungstrend geworden. Um die Effizienz des Laserschweißens, -schneidens und -auftrags zu verbessern, wurden kostengünstige intelligente Roboter entwickelt und nach und nach populär gemacht und eingesetzt.
  • Die Erforschung einer neuen Generation von Industrielasern befindet sich derzeit in einer technologischen Aktualisierungsphase, die von der Entwicklung und Anwendung diodengepumpter Festkörperlaser geprägt ist.

Der komplette Satz der Laserbearbeitungsausrüstung umfasst einen Lasergenerator, ein numerisches Steuerungssystem, eine Bearbeitungsmaschine usw., die das flexible Fertigungssystem der Laserbearbeitung bilden. Die Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte der Laserbearbeitungstechnik lassen sich derzeit wie folgt zusammenfassen

  • Numerische Steuerung und Integration. Die Kombination von Lasern mit computergestützter numerischer Steuerungstechnologie, fortschrittlichen optischen Systemen und hochpräziser und automatisierter Werkstückpositionierung zu einem Forschungs- und Produktionszentrum ist zu einem Trend in der Entwicklung der Laserbearbeitungstechnologie geworden
  • Miniaturisierung und Kombination. Die beiden Bearbeitungsverfahren Laserschneiden und Stanzen wurden auf einer Werkzeugmaschine im Ausland zu einer Laserstanzmaschine kombiniert. Es verfügt sowohl über die Vielseitigkeit des Laserschneidens als auch über die Hochgeschwindigkeits- und Hocheffizienzeigenschaften der Stanzbearbeitung. Schneiden komplexer Formen, Stanzen, Markieren, Ritzen und andere Bearbeitungen.
  • Hohe Frequenz und hohe Zuverlässigkeit. Gegenwärtig hat die Wiederholungsrate von YAG-Lasern im Ausland 2000 Mal/s erreicht, und die durchschnittliche Wartungszeit von YAG-Lasern mit Diodenarray-Pumpe wurde von ursprünglich mehreren hundert Stunden auf (1~2) Millionen Stunden erhöht.
  • Verwenden Sie Excimer-Laser für die Metallbearbeitung. Dies ist ein neues Thema der ausländischen Laserbearbeitung. Excimer-Laser können ultraviolette Laser mit Wellenlängen von 157 bis 350 nm emittieren. Die meisten Metalle haben für diesen Laser eine geringe Reflektivität und entsprechend hohe Absorptionsraten. Daher hat diese Art von Laser einen großen Anwendungswert im Bereich der Metallbearbeitung.

Bestehende Probleme und Marktaussichten

Hauptprobleme
  • Die Fähigkeit, wissenschaftliche Forschungsergebnisse in Produktivität umzuwandeln, ist gering, und viele vielversprechende Ergebnisse der Laserbearbeitungstechnologie verbleiben im Prototypstadium des Labors.
  • Die Kernkomponente des Laserbearbeitungssystems, der Laser, hat wenige Varianten und eine geringe Zuverlässigkeit. Im Ausland wurden im Produktionsprozess nicht nur diodengepumpte Festkörperlaser, sondern auch Diodenlaser eingesetzt. Diodengepumpte Festkörperlaser befinden sich in meinem Land noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium.
  • Die Forschung und Entwicklung der Feinlaserbearbeitungstechnologie ist relativ schwach, und es gibt weniger Forschung zur Bearbeitung von Ultraviolettlasern.
  • Die Zuverlässigkeit, Sicherheit, Wartbarkeit und Anpassung von Laserbearbeitungsgeräten sind schlecht, und es ist immer noch schwierig, die Anforderungen einer großindustriellen Produktion zu erfüllen.
Marktaussichten

Die Laserbearbeitungstechnologie hat das Niveau der traditionellen Fertigung stark verbessert, große Veränderungen in Produktdesign, Fertigungstechnologie und Produktionskonzepten bewirkt und eine Revolution in der Fertigungstechnologie ausgelöst. Verglichen mit dem internationalen fortschrittlichen Laserbearbeitungssystem weist das Laserbearbeitungssystem meines Landes eine große Lücke auf (Datenstatistiken zeigen, dass es nur etwa 21 TP1T des weltweiten Umsatzes ausmacht). Die wichtigsten Manifestationen sind, dass es nur wenige High-End-Laserbearbeitungssysteme gibt, die führenden Laser nicht abgeschaltet werden und die Mikrolaserbearbeitungsgeräte eine große Lücke aufweisen.

Die Hersteller von Laserbearbeitungsgeräten in meinem Land entwickeln sich stetig weiter, und der heimische Markt für Laseranwendungen bietet viel Raum für Entwicklung. In den nächsten Jahren werden sich die Produktionsunternehmen der Laserbearbeitung schneller entwickeln, was hauptsächlich auf die folgenden Aspekte zurückzuführen ist.

  • Darauf legt der Staat großen Wert. Regierungsstellen auf allen Ebenen kümmern sich aktiv um Projekte, planen und etablieren sie. Es werden viele Mittel bereitgestellt, die unabhängige Innovationen und technologische Verbesserungen von Unternehmensprodukten fördern.
  • Die Akzeptanz der Laserbearbeitungstechnologie in verschiedenen heimischen Fertigungsindustrien kann den technischen Inhalt ihrer Produkte erhöhen und die Produktverbesserung beschleunigen. Der Einsatz fortschrittlicher Laserbearbeitungstechnologie kann das Niveau einer „agilen Fertigung“ erreichen und die Anforderungen des Marktes an personalisierte Produkte erfüllen.
  • Nach und nach wurde eine industrielle Gruppe von Unternehmen zur Unterstützung von Laserteilen gebildet, und nach und nach wurden verschiedene unterschiedliche Hersteller von Laserbearbeitungssystemen gegründet. Gegenwärtig wurden vier Laserbearbeitungsanlagen zur Herstellung von Industriebändern gebildet, die hauptsächlich in Zentralchina, dem Perlfluss-Delta, dem Jangtse-Delta und dem Jangtse-Delta verteilt sind. Peking-Tianjin Rim Bohai Wirtschaftlich entwickeltes Gebiet.
  • Die Forschung und Entwicklung von inländischen führenden Lasern ist in die Marktanwendungsphase eingetreten, wie z2 Laser, Metallkavität mit kleiner und mittlerer Leistung RF CO2 Laser, halbleitergepumpte Festkörperlaser, Faserlaser sowie frequenzverdoppelte DPL, Hochleistungsdiodenmodule usw. Beim Eintritt in die Kommerzialisierungsphase ist die positive Entwicklung bereit, die Bedingungen für die Anwendung von inländischen Laserbearbeitungsgeräte.

Ein Gedanke zu „Principle of Laser Processing Technology

  1. Benutzerbild von Prowell Hammis Prowell Hammis sagt:

    Muy buen articulo

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