¿Qué tienen de especial los láseres de 2 μm?
En principio, la banda de 2 μm está en la banda segura para los ojos humanos y tiene buenos espectros de absorción para NO, H2O, CO2, etc. Se puede aplicar en múltiples direcciones, como radar láser, comunicaciones espaciales, biomedicina y procesamiento de materiales.
En el campo del procesamiento de materiales, se estima que el procesamiento de metales representa más del 85% del mercado de láseres industriales, mientras que el procesamiento de no metales representa actualmente menos del 15%. En la actualidad, Europa, Estados Unidos y Japón ocupan una posición de liderazgo en el desarrollo y exploración de tecnología de procesamiento de no metales. Debido a la inmadurez del proceso y la necesidad de aplicar láseres de diferentes potencias y longitudes de onda según los diferentes materiales, no se presta mucha atención en el campo del procesamiento de no metales en China. En los últimos años, en el contexto de la conservación de energía y la reducción de emisiones, la aplicación de materiales no metálicos se ha vuelto cada vez más popular.
Tomando como ejemplo la industria automovilística, "sustituir el acero por plástico" se está convirtiendo en una medida importante para aligerar el peso. Ya sea que se trate de molduras exteriores o interiores, la cantidad de plástico utilizado está aumentando. Con la mejora continua de la dureza, resistencia y propiedades de tracción de los plásticos de ingeniería, las ventanas, puertas, marcos e incluso más piezas automotrices clave de plástico están utilizando plásticos para reemplazar los materiales de acero. Esto promoverá aún más la popularización de las aplicaciones de procesamiento láser para materiales no metálicos.
Desde la perspectiva de la longitud de onda, los láseres de 2 μm son muy atractivos en el procesamiento de materiales, especialmente en el procesamiento de plásticos. La mayoría de los materiales plásticos similares tienen una absorción lo suficientemente fuerte, cercana a los 2 μm, por lo que pueden procesarse directamente y la energía absorbida puede usarse para cortar, soldar y marcar. Basado en el desarrollo de las necesidades de procesamiento de materiales no metálicos, los láseres de 2 μm se han convertido en un punto de investigación en el campo de los láseres de fibra en la última década.
Para satisfacer aún más las necesidades de las aplicaciones, Brandnew ha lanzado especialmente una nueva generación de láseres de fibra dopada con tulio de 2 μm CW con una potencia de salida promedio de 10 W y una longitud de onda central de 1940 nm. Tiene muchas ventajas, como alta eficiencia de conversión electroóptica, bajo consumo de energía, sin ajustes ni mantenimiento, salida de conducción de fibra óptica flexible, estructura compacta, tamaño pequeño, peso ligero, fácil manejo y transporte, etc. Proporciona una luz ideal. fuente para aplicaciones como biomedicina, corte y soldadura de plástico y monitoreo ambiental.
La soldadura láser de plástico abre nuevos mercados de aplicaciones
La soldadura láser de plásticos también se denomina soldadura por transmisión láser. El rayo generado por el láser se enfoca en la zona a soldar, es decir, el rayo láser pasa por la parte superior y es absorbido por la otra parte en la superficie de contacto de las dos partes, formando una zona de acción del calor (soldadura). . El plástico en la zona de acción del calor se funde y las macromoléculas de plástico en estado termofusible se difunden entre sí bajo la acción de la presión de soldadura, generando fuerzas de van der Waals y luego conectando firmemente las dos partes.
En comparación con los procesos de soldadura tradicionales, como el pegado, la soldadura por fusión en caliente, la soldadura ultrasónica y la soldadura por vibración, la soldadura de plástico con láser tiene las ventajas de no tener contacto físico, tener un buen efecto de soldadura suave y un alto grado de automatización. Dado que la tasa de absorción de termoplásticos como PP, PC y PMMA para la luz de banda de 2 μm es significativamente mayor que la de la luz visible y las bandas de infrarrojo cercano, la soldadura con láseres de fibra dopada con tulio de 2 μm es más competitiva.
En aplicaciones automotrices, los materiales de PC representan aproximadamente el 50% de los materiales plásticos en los faros y generalmente se usan para carcasas y molduras de luces traseras de automóviles. Los materiales PP representan aproximadamente el 30% de los materiales plásticos de los faros y generalmente se utilizan para la cubierta trasera, el revestimiento y la guía del mazo de cables de las luces traseras, y la carcasa y la cubierta trasera de los faros. El PMMA tiene excelentes propiedades ópticas, con una transmitancia del 90%-92%, un índice de refracción de 1,49, alta dureza superficial y excelente rendimiento integral. Se utiliza principalmente como material guía de luz para productos ópticamente transparentes, espejos exteriores de luces traseras y luces ambientales interiores.
Al utilizar el nuevo láser de fibra dopado con tulio CW de 2 μm para probar la soldadura de materiales de PP, PC y PMMA, se pueden lograr soldaduras uniformes y consistentes, y las soldaduras son planas y lisas, sin poros ni quemaduras excesivas. Entre ellos, en la soldadura de materiales de PC, la fuerza de corte excede los 1300 N con un ancho de soldadura de 1,5 mm y el material base de prueba se rompe. En la soldadura de materiales PP, la fuerza de corte excede los 1000 N con un ancho de soldadura de 2 mm y el material base de prueba se rompe. En la soldadura de materiales de PMMA, la fuerza de corte excede los 800 N con un ancho de soldadura de 1,3 mm y el material base de prueba se rompe.
En la soldadura de materiales diferentes, el nuevo láser de fibra dopado con tulio CW de 2 μm todavía funciona muy bien. Después de la prueba, la soldadura de prueba de muestra de PC transparente + PMMA negro es estable y consistente, y se puede obtener un efecto de soldadura efectivo; la soldadura de prueba de muestra de PMMA transparente + PC negro tiene ligeras fluctuaciones, el material principal de prueba de tracción se rompe y se puede obtener un efecto de soldadura efectivo.
La soldadura de plástico por láser ahora se utiliza principalmente en piezas de plástico como luces y tableros de automóviles y piezas de automóviles. Según datos de la Asociación de Fabricantes de Automóviles de China, de enero a septiembre, la producción y ventas de automóviles en China ascendieron a 21.075 millones y 21.069 millones, un 7,3% y un 8,2% interanual respectivamente, manteniendo una tendencia de crecimiento estable. Con el rápido aumento de los vehículos de nueva energía en China, la demanda de procesamiento de plástico es cada vez más vigorosa. Como nuevo proceso de soldadura, se seguirán aplicando y popularizando los láseres de fibra de 2 μm.
Además de la soldadura de plástico, los láseres de 2 μm tienen grandes usos
Los instrumentos de análisis biomédicos suelen requerir esterilidad y no pueden mezclarse con ninguna sustancia química, etc. La soldadura láser, como método de soldadura sin contacto, es especialmente adecuada para la producción de este tipo de productos. En el campo de los dispositivos médicos, la soldadura láser de plástico se utiliza principalmente en sistemas de inyección, equipos electrónicos médicos, diversos trasplantes artificiales y productos para estoma, etc.
Además de la soldadura de plástico, los láseres de 2 μm tienen un pico de absorción en agua adecuado, que es especialmente adecuado para aplicaciones médicas, ya que permite que el láser penetre en la piel hasta una profundidad de no más de unos pocos cientos de μm. El principal componente del tejido biológico es el agua. La alta absorción de los láseres de 2 μm puede lograr un calentamiento a escala extremadamente pequeña, logrando así un corte preciso y una hemostasia rápida, que es la mejor opción para muchas operaciones quirúrgicas.
El área de microacción de solo 50 μm de tamaño puede mantener el andamio del estrato córneo sin cambios, lograr la regeneración y reconstrucción epidérmica y puede repararse en un corto período de tiempo; el láser actúa con precisión sobre la dermis, lo que puede estimular el mecanismo mínimamente invasivo de la piel y completar la regeneración y remodelación del colágeno; al mismo tiempo, requiere un tiempo de pulso dinámico de microsegundos y una respuesta de paso de alta velocidad en kilohercios, y una experiencia rápida y cómoda. ¡Estas son las ventajas de los láseres de 2μm!
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