Новини - Основните приложения на лазерите в индустрията

От появата си през 60-те години на миналия век, лазерната технология бързо се превърна в ключов инструмент в областта на промишленото производство, благодарение на високата си енергийна плътност, добрата насоченост и управляемост. В сравнение с традиционните методи за механична обработка, лазерната обработка има значителни предимства, като безконтактност, висока прецизност и висока степен на автоматизация, и се използва широко в промишленото производство, като рязане на материали, заваряване, маркиране, пробиване и адитивно производство. Според вида на лазера и неговите технологични характеристики, промишлената лазерна обработка се разделя основно на три категории: лазерно рязане, лазерно заваряване и лазерно адитивно производство. Всеки технологичен метод има свой уникален механизъм на действие и обхват на приложение.

Лазерно рязане

Лазерното рязане е едно от най-развитите индустриални лазерни приложения. То използва лазерен лъч с висока мощност за топене и изпаряване на материали и се комбинира със спомагателен газ за издухване на шлаката, постигайки ефективно и прецизно рязане. CO₂ лазерите и фибро лазерите в момента са основното оборудване, подходящо за рязане на средни и тънки плочи от материали като въглеродна стомана, неръждаема стомана и алуминиеви сплави. Предимствата на тази технология се състоят в тесния ѝ процеп, малката зона на термично въздействие, липсата на нужда от форми и възможността за бърза промяна на пътищата на обработка. Тя е особено подходяща за индустрии с високо търсене като автомобилостроенето, обработката на листов метал и аерокосмическата промишленост.

В автомобилното производство лазерното рязане се използва за производството на различни компоненти, вариращи от каросерийни панели до двигатели. Например, фибро лазерите се използват за високопрецизно рязане на високоякостни стоманени компоненти, като по този начин се постига олекотяване на автомобилите.

(2) Аерокосмическата индустрия също се възползва от технологията за лазерно рязане, особено при производството на сложни компоненти, изработени от съвременни материали като титан и композитни материали. Например, ултрабързи лазери могат да се използват за рязане на компоненти от титаниеви сплави със сложни форми, като същевременно се минимизират термичните повреди и се гарантира структурната цялост на компонентите, което значително подобрява производителността и безопасността на аерокосмическите компоненти.

Лазерно заваряване

Лазерното заваряване постига свързване чрез бързо разтопяване на метални материали с лазерен лъч, характеризиращ се с дълбоко проникване, висока скорост и ниско вложено топлина. Често срещаните режими на заваряване включват непрекъснато лазерно заваряване и импулсно лазерно заваряване, които са подходящи за прецизно заваряване на тънки листове и заваряване с дълбоко проникване. В сравнение с дъговото заваряване, лазерните заваръчни шевове имат по-висока якост и по-малка деформация и са приложими в области като опаковане на батерии, заваряване на компоненти от неръждаема стомана и производство на компоненти за ядрена енергия. Особено в производството на батерии, лазерното заваряване се е превърнало в основен метод за свързване.

(1) В автомобилната индустрия лазерното заваряване се използва за свързване на панели на каросерията, компоненти на двигателя и други критични части. Например, влакнестите лазери се използват за високопрецизно заваряване на високоякостни стоманени компоненти, за да се образуват здрави и издръжливи съединения.

(2) В електронната индустрия лазерното заваряване се използва за високопрецизно свързване на малки и прецизни компоненти. Например, диодните лазери се използват за заваряване на батерийни клетки в литиево-йонни батерии, за да се гарантира надеждността на електрическите връзки.

(3) В аерокосмическата индустрия Boeing 787 Dreamliner използва технология за лазерно заваряване, за да свързва титанови сплави и композитни материали, като значително намалява броя на нитове, намалява теглото на фюзелажа и подобрява горивната ефективност.

Лазерна технология, като важен стълб на модерното производство, непрекъснато разширява границите на своето индустриално приложение. В момента лазерната обработка се развива и към посоки с по-висока мощност, по-висока прецизност и многопроцесна интеграция, като например лазерно-електрическо дъгово композитно заваряване, лазерна ултрабърза микрообработка и интелигентни лазерни системи за мониторинг. В бъдеще, с непрекъснатото развитие на високомощните полупроводникови лазери, интелигентните системи за управление и концепциите за зелено производство, лазерната обработка ще продължи да играе ключова роля в областите на интелигентното производство, персонализираните продукти и екстремната обработка на материали.