Новини - Основні застосування лазерів у промисловості

З моменту своєї появи в 1960-х роках лазерна технологія швидко перетворилася на ключовий інструмент у галузі промислового виробництва завдяки високій щільності енергії, хорошій спрямованості та керованості. Порівняно з традиційними методами механічної обробки, лазерна обробка має значні переваги, такі як безконтактність, висока точність та високий ступінь автоматизації, і широко використовується в промисловому виробництві, такому як різання матеріалів, зварювання, маркування, свердління та адитивне виробництво. Залежно від типу лазера та його технологічних характеристик, промислова лазерна обробка в основному поділяється на три категорії: лазерне різання, лазерне зварювання та лазерне адитивне виробництво. Кожен технологічний метод має свій унікальний механізм дії та сферу застосування.

Лазерне різання

Лазерне різання є одним із найсучасніших промислових застосувань лазера. Воно використовує потужний лазерний промінь для плавлення та випаровування матеріалів, а також допоміжний газ для видування шлаку, що забезпечує ефективне та точне різання. CO₂-лазери та волоконні лазери наразі є основним обладнанням, придатним для різання середніх та тонких пластин з таких матеріалів, як вуглецева сталь, нержавіюча сталь та алюмінієві сплави. Переваги цієї технології полягають у вузькій щілині, невеликій зоні термічного впливу, відсутності потреби у формах та можливості швидкої зміни технологічних шляхів. Вона особливо підходить для галузей з високим попитом, таких як автомобілебудування, обробка листового металу та аерокосмічна промисловість.

В автомобілебудуванні лазерне різання використовується для виготовлення різних компонентів, від кузовних панелей до двигунів. Наприклад, волоконні лазери використовуються для високоточної різки високоміцних сталевих компонентів, тим самим досягаючи полегшення автомобілів.

(2) Аерокосмічна промисловість також отримує переваги від технології лазерного різання, особливо у виробництві складних компонентів з передових матеріалів, таких як титан і композитні матеріали. Наприклад, надшвидкі лазери можуть бути використані для різання компонентів з титанових сплавів складної форми, мінімізуючи термічні пошкодження та забезпечуючи структурну цілісність компонентів, значно підвищуючи продуктивність і безпеку аерокосмічних компонентів.

Лазерне зварювання

Лазерне зварювання досягає з'єднання шляхом швидкого плавлення металевих матеріалів лазерним променем, що характеризується глибоким проникненням, високою швидкістю та низьким теплопідведенням. Поширені режими зварювання включають безперервне лазерне зварювання та імпульсне лазерне зварювання, які підходять для прецизійного зварювання тонких пластин та зварювання з глибоким проникненням. Порівняно з дуговим зварюванням, лазерні зварні шви мають вищу міцність та меншу деформацію, і застосовуються в таких галузях, як упаковка акумуляторів, зварювання компонентів з нержавіючої сталі та виробництво конструкційних компонентів ядерної енергетики. Зокрема, у виробництві акумуляторів лазерне зварювання стало основним методом з'єднання.

(1) В автомобільній промисловості лазерне зварювання використовується для з'єднання панелей кузова, компонентів двигуна та інших важливих деталей. Наприклад, волоконні лазери використовуються для високоточної зварки високоміцних сталевих компонентів для формування міцних та довговічних з'єднань.

(2) В електронній промисловості лазерне зварювання використовується для високоточних з'єднань малих і точних компонентів. Наприклад, діодні лазери використовуються для зварювання акумуляторних елементів у літій-іонних акумуляторах, щоб забезпечити надійність електричних з'єднань.

(3) В аерокосмічній промисловості Boeing 787 Dreamliner використовує технологію лазерного зварювання для з'єднання титанових сплавів та композитних матеріалів, що значно зменшує кількість заклепок, знижує вагу фюзеляжу та підвищує паливну ефективність.

Лазерна технологія, як важливий стовп передового виробництва, постійно розширює межі свого промислового застосування. Наразі лазерна обробка також розвивається в напрямку більшої потужності, більшої точності та багатопроцесорної інтеграції, таких як лазерно-дугове композитне зварювання, лазерна надшвидка мікрообробка та інтелектуальні лазерні системи моніторингу. У майбутньому, з постійним розвитком потужних напівпровідникових лазерів, інтелектуальних систем керування та концепцій зеленого виробництва, лазерна обробка продовжуватиме відігравати ключову роль в інтелектуальному виробництві, персоналізованих продуктах та екстремальних галузях обробки матеріалів.