Eine kurze Analyse des Laserbearbeitungsmarktes für Kupfermaterialien
Die Laserbearbeitung beruht auf der Wechselwirkung zwischen der vom Strahl abgestrahlten Wärmeenergie und dem Material, um eine sofortige Verdampfung, Zersetzung, Schmelze oder Modifikation der Materialien zu erreichen und so die gewünschten Anforderungen an die Werkstückbearbeitung zu erfüllen. Dies wird als Laserfertigung oder Laserbearbeitung bezeichnet. Heutzutage verbreitet sich die Laserbearbeitung in unserem Land rasant und ist in die Produktionslinien Hunderter Industriezweige eingedrungen.
Die Laserbearbeitung hat sich als die einfachste und am besten geeignete Methode für die Anwendung auf Metallmaterialien erwiesen. Groben Statistiken zufolge macht die Metallmaterialbearbeitung weltweit mehr als 85 % aller Laserbearbeitungsanwendungen aus. Derzeit macht jedoch in der Metallverarbeitung die Verarbeitung gewöhnlicher Stahlmaterialien den Großteil aus, und das Anwendungsvolumen von Stahlmaterialien ist zweifellos das größte, insbesondere von rostfreiem Stahl und legiertem Stahl, die in allen Lebensbereichen verwendet werden. Die Anwendung von Lasern in anderen Metallmaterialien wie Kupfer, Aluminium und anderen Nichteisenmetallen ist jedoch noch sehr gering. Kupfer- und Aluminiumlegierungen sind die ersten Grundstoffe für viele Industrieprodukte. Sie verfügen über eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, Wärmeübertragung und Widerstandsfähigkeit. Korrosions- und Verschleißfestigkeit. Aluminiumlegierungen haben eine hohe Festigkeit und sind ein gutes Material zur Gewichtsreduzierung. Dieser Artikel konzentriert sich jedoch auf Kupfermaterialien.
1. Laserschneiden und Schweißen von Kupfer
Kupfer war schon immer ein Metallwerkstoff mit hohem Wert. Insbesondere seit diesem Jahr sind die Preise für internationale Massentermingeschäfte auf Stahl, Kunststoffe, Kupfer, Aluminium, Pappe usw. stark gestiegen. Zu den gängigen Kupfermaterialien gehören reines Kupfer, Messing, Rotkupfer und andere Arten. Zu den Materialformen gehören Stäbe, Drähte, Platten, Streifen, Streifen, Rohre, Folien usw. Tatsächlich ist Kupfer ein uraltes Metall. In der Neuzeit wurden viele wertvolle Bronzen ausgegraben, die Jahrtausende alt sind. Daher ist die Verbesserung der handwerklichen und Verarbeitungsqualität von Kupfermaterialien eine sehr wichtige Aufgabe. Die Laserbearbeitung von Kupfermaterialien wird eine vielversprechende Option sein.
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Für das Laserschneiden sollten sich Kupferplatten, Kupferbleche und Kupferrohre am besten eignen. Allerdings ist Kupfer ein stark reflektierendes Material. In der Antike wurden Kupferbleche auch zur Herstellung von Spiegeln verwendet, die eine geringe Absorption von Laserstrahlen aufwiesen. In vielen Fällen beträgt er weniger als 30 %, was einer Reflektion von 70 % des Lasers entspricht, was nicht nur zu einer Energieverschwendung führt, sondern das reflektierte Licht auch leicht zu Schäden am Bearbeitungskopf, der Linse und dem Laser führen kann und andere Komponenten. Daher war Kupfer schon lange eine große Herausforderung für das Laserschneiden.
CO2-Laserschneidmaschinen können dicke Materialien gut schneiden und können auch Kupfer schneiden, aber das Kupferblech muss mit einer Schicht Graphitspray oder Magnesiumoxid beschichtet werden, um zu verhindern, dass Reflexionen die Ausrüstung beschädigen. Die Absorptionsrate von Kupfer für Faserlaserstrahlen ist sehr gering, die Hersteller haben jedoch Isolationsvorrichtungen in die Produktstrukturkonstruktion integriert. nLight war das erste Unternehmen, das einen Faserlaser auf den Markt brachte, der stark reflektierenden Materialien standhält. Später haben inländische Hersteller wie Zhongke Guanghui und Fibo All Faserlaser auf den Markt gebracht, die gegen hohe Reflexionen beständig sind. Einige Unternehmen, die Schneidköpfe herstellen, haben auch Antireflexlicht für die Bearbeitungsköpfe entwickelt, was den Markt für Faserlaser beim Schneiden von Kupferblechen geöffnet hat. Heutzutage ist es möglich, 3 kW zum Schneiden von Kupferplatten mit einer Dicke von 10 mm zu verwenden.
Im Vergleich zum Schneiden ist das Laserschweißen von Kupfermaterialien schwieriger. Beim Schweißen muss das Grundmaterial geschmolzen werden, was in der Regel zu einer höheren Leistung oder einer längeren Lichtrückführung führt als beim Schneiden. Das Absorptionsvermögen von Kupfer nimmt mit abnehmender Wellenlänge zu, was bedeutet, dass Laser im sichtbaren Band (z. B. grüne Laser mit einer Wellenlänge von 532 nm) beim Kupferschweißen erhebliche Vorteile haben. Im Ausland sind grüne Laser zum Schweißen von Kupfer beliebter. Materialien, aber grüne Laser unterliegen Leistungsbeschränkungen. Das ausländische Unternehmen TRUMPF hat Laser mit grünem Licht im Kilowatt-Bereich erreicht, während inländische Unternehmen höchstens 100-Watt erreichen können, und die Lücke ist offensichtlich.
Durch die Einführung des Schwenkschweißkopfes eignet sich der Faserlaser zum Schweißen von Kupfermaterialien. Die Ausgereiftheit der Faserlaserleistung, -anwendung und -anpassung bietet Garantie für das Schweißen von Kupfermaterialien. Tausend-Watt-Faserlaser erweitern den Raum für Schweißanwendungen für Kupfermaterialien. In den letzten zwei Jahren kam es zu einem Aufkommen von Blaulicht-Halbleiterlasern im Inland, was auch für das Kupferschweißen von Vorteil ist. Die Wellenlänge von Blaulichtlasern beträgt etwa 400-460nm und die Absorptionsrate durch Kupfermaterialien kann 70 % erreichen. Heute werden Kupferbleche verwendet, die ursprünglich mit 3-kW-Faserlasern geschweißt wurden. Ein blauer Laser mit 1,5 kW kann ausreichend sein.
2. Kupfermaterialien sind weit verbreitet und werden die Nachfrage nach Laserbearbeitung ankurbeln
Kupfer ist ein sehr gut leitendes Material und findet daher zahlreiche Anwendungen in den Bereichen Strom, Kabel, Motoren, Schalter, Leiterplatten, Kondensatoren, Kommunikationsgeräte, Telekommunikationsbasisstationen usw. Kupfer hat eine gute Wärmeleitfähigkeit und wird häufig in verwendet Wärmetauscher, Kühlgeräte, Haushaltsgeräte, Rohre usw. Darüber hinaus wird Kupfer häufig in der Batterieindustrie verwendet. Insbesondere in den letzten Jahren wurde die Laserschweißtechnologie nach und nach für Batterieverpackungen und Energiebatteriezellen eingeführt. Kupfer wird in der Elektro- und Elektronikindustrie häufig verwendet und verbraucht und macht mehr als die Hälfte des Gesamtverbrauchs aus. Mit der allmählichen Reife der Lasertechnologie und dem Einsatz der Laserbearbeitung bei Komponenten im Zusammenhang mit Kupfermaterialien wird geschätzt, dass die Laserbearbeitung von Kupfermaterialien in Zukunft zu einer Nachfrage nach Lasergeräten in Höhe von mehr als 10 Milliarden Yuan führen wird, was zu einem neuen Wachstum führen wird Punkt in der Laserindustrie.
