在制造業(yè)中，工程師們不斷開(kāi)發(fā)由高功率激光器實(shí)現(xiàn)的解決方案。它們主要用于更快地標(biāo)記、清潔、紋理、焊接和切割材料，并滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)的短周期時(shí)間。

與典型的激光器相比，高功率激光系統(tǒng)產(chǎn)生的能量水平相當(dāng)大。雖然沒(méi)有關(guān)于多大功率才算是“高功率”的官方定義，但大多數(shù)激光專(zhuān)家都認(rèn)為高功率激光器至少有幾百瓦。

制造業(yè)中的高功率激光器

高功率激光器是一系列制造業(yè)技術(shù)的高工作效率、準(zhǔn)確且環(huán)保的替代品。它們通常用于快節(jié)奏生產(chǎn)線(xiàn)中的激光打標(biāo)、激光清潔、激光紋理、激光焊接和激光切割。

激光打標(biāo)

激光打標(biāo)是在零件和產(chǎn)品上創(chuàng)建標(biāo)識(shí)符的過(guò)程，例如，用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)可追溯性。高功率激光器通常用于標(biāo)記硬金屬、更快地處理更多零件或在材料中雕刻更深的圖案。

激光清洗

200W 脈沖光纖激光器用于去除用于組裝的特定區(qū)域的磷酸鹽涂層。組裝區(qū)域需要無(wú)涂層以防止可靠性問(wèn)題。

激光清洗，也稱(chēng)為激光燒蝕，可將各種污染物（氧化物、油、涂層、電解質(zhì)等）蒸發(fā)成灰塵和煙霧。該過(guò)程可確保在焊接、涂層和組裝等操作之前金屬表面完全清潔。

激光清洗可用于替代涂層應(yīng)用中的遮蔽。無(wú)需遮蔽敏感區(qū)域并涂覆其余部分，而是對(duì)零件進(jìn)行全面涂層，然后使用選擇性激光去除從精確區(qū)域去除涂層。

功率高達(dá) 3kW 的超高功率脈沖激光器可用于清潔大面積表面，而使用 500W 或更低功率的激光器通常認(rèn)為這太長(zhǎng)了。它們還可以以高的速度清潔局部區(qū)域和復(fù)雜幾何形狀。

激光紋理化

激光紋理化通過(guò)改變金屬表面的紋理和粗糙度來(lái)改變金屬表面的表面特性。它用于為熱噴涂和粘合劑粘合等工藝準(zhǔn)備表面。

激光焊接

激光焊接是通過(guò)熔化將兩個(gè)金屬表面連接在一起的過(guò)程。連續(xù)波激光器通常用于工業(yè)焊接，因?yàn)樗鼈兛梢愿畹卮┩覆牧?。脈沖激光器用于焊接需要較低熱影響區(qū)和較淺穿透的敏感組件，例如焊接電動(dòng)汽車(chē)電池組件時(shí)。

激光切割

6000W 連續(xù)波光纖激光器由 CNC 機(jī)器控制，用于將厚金屬板切割成工件。

激光切割使用高功率激光器蒸發(fā)材料（例如木材、玻璃、塑料或金屬）并以高的精度創(chuàng)建切割邊緣。它用于多個(gè)行業(yè)，包括電子、航空航天、汽車(chē)和半導(dǎo)體。

平均功率與峰值功率

為了更好地理解高功率的含義，了解平均功率和峰值功率之間的差異至關(guān)重要。

激光系統(tǒng)以其平均功率命名，平均功率是激光在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的平均能量。功率越高的激光在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的能量越多。例如，200W 激光在一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的能量是 100W 激光產(chǎn)生能量的兩倍。

峰值功率是激光可以產(chǎn)生的高能量水平。雖然連續(xù)波激光始終以峰值功率運(yùn)行，但脈沖激光以設(shè)定的重復(fù)率釋放短能量。用于產(chǎn)生激光脈沖并達(dá)到更高能量水平的一些技術(shù)是鎖模和 Q 開(kāi)關(guān)激光。

高功率激光器有何不同？

不同的功率配置有不同的要求。通常，高功率激光器具有更大的激光源，產(chǎn)生更多的熱量，因此在使用過(guò)程中需要溫度控制來(lái)冷卻它們。常用方法包括空氣冷卻和水冷卻。

由于高功率激光器產(chǎn)生更多的熱量，它們還使用更高質(zhì)量的光學(xué)元件來(lái)防止過(guò)熱和燃燒。

激光掃描儀就是組件的一個(gè)例子。這些鏡子在激光頭中旋轉(zhuǎn)以移動(dòng)和重新定向激光束到準(zhǔn)確的位置。為了防止它們?nèi)紵?，它們具有提供熱保護(hù)的專(zhuān)用涂層。出于同樣的原因，高功率激光器使用石英透鏡。

結(jié)論

高功率激光器為制造商提供了新的可能性。這些環(huán)保解決方案提高了制造過(guò)程的速度和精度，但它們需要先進(jìn)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)確保安全性和效率。