半導体チップ技術や光学技術の発展に伴い、半導体レーザーの出力パワーは継続的に向上し、ビーム品質が大幅に向上し、産業分野での応用が増えています。現在、工業用高出力半導体レーザーの出力電力とビーム品質は、ランプポンプYAGレーザーを上回り、半導体ポンプYAGレーザーに近い。半導体レーザーは、プラスチック溶接、クラッディング、合金化、表面熱処理、金属溶接などに徐々に応用され、マーキングや切削にも一層の応用が進んでいます。
産業分野における高出力半導体レーザーの5つの応用
(1) レーザープラスチック溶接
半導体レーザーのビームは平上部ビームであり、断面強度の空間分布は比較的均一である。YAGレーザーのビームと比較して、半導体レーザーのビームはプラスチック溶接の適用のよりよい溶接の均一性および溶接質を達成し、広い継ぎ目溶接を行うことができる。プラスチック溶接アプリケーションでは、半導体レーザー(通常50~700W、ビーム品質が100mm/mrad未満、スポットサイズ0.5~5mm)に高電力要件は必要ありません。この技術で溶接しても、ワークの表面が損傷することはありません。局所加熱は、プラスチック部品の熱応力を低減し、組み込み電子部品への損傷を回避し、プラスチック溶融を回避します。原材料や顔料を最適化することで、レーザープラスチック溶接は異なる合成色を実現できます。現在、半導体レーザーは、密閉容器、電子部品ハウジング、自動車部品、異種プラスチック部品のはんだ付けに広く使用されています。
(2) レーザークラッディングと表面熱処理
耐摩耗性や耐食性に高い要件を持つ金属部品の表面熱処理や部分クラッディングは、半導体レーザーの処理における重要なアプリケーションです。国際的には、レーザークラッディングおよび表面熱処理用の半導体レーザーは、1〜6kWのパワー、100〜400mm/mradのビーム品質、および2 x 2mm 2〜3 x 3 mm 2または1 x 5 mm 2のスポットサイズを有する。他のレーザーと比較して、半導体レーザービームによるクラッディングおよび表面熱処理の利点は、高い電気光学効率、高い材料吸収率、低い維持費、スポットの長方形形状、および均一な光強度分布である。現在、半導体レーザークラッディングや表面熱処理は、電力、石油化学、冶金、鉄鋼、機械などの工業分野で広く使用されており、新しい材料製造、金属部品の迅速な直接製造、および失敗した金属部品のグリーン再製造の重要な手段の1つとなっています。.
(3) レーザー金属溶接
高出力半導体レーザーは、金属溶接に多くの用途があります。自動車産業の精密スポット溶接から、製造材料の熱伝導溶接、パイプの軸溶接まで幅広い用途。溶接品質は良好で、後処理は不要です。板金溶接に使用される半導体レーザーは、300~3000Wの出力、40~150mm/mradのビーム品質、0.4~1.5mmのスポットサイズ、0.1~2.5mmの接合材の厚さが必要です。低い熱入力のために、部品の歪みは最小限に抑えられる。高出力半導体レーザーは高速で溶接でき、溶接は滑らかで美しい。溶接中および溶接後の作業を節約する上で特別な利点があり、産業用溶接の異なるニーズに非常に適しています。従来の溶接方法に代わるものです。
(4) レーザーマーキング
レーザーマーキング技術は、レーザー加工のための最大のアプリケーションの一つです。現在使用されているレーザーは、YAGレーザー、CO2レーザー、半導体ポンプレーザーです。しかし、半導体レーザービームの品質向上に伴い、マーキング分野で半導体レーザーマーキング機が使用され始めています。ドイツのLIMOは5mmのビーム品質を導入しましたか?Mradの50W直流半導体レーザーと50μmのファイバー結合出力25W半導体レーザーは、マーキング用途に対するレーザーの出力出力とビーム品質の要件を満たしています。
(5) レーザー切断
切削分野における高出力半導体レーザーの応用は遅く始まった。