Cinq applications des lasers à semi-conducteurs de haute puissance dans les domaines industriels

Avec le développement de la technologie des puces à semi-conducteurs et de la technologie optique, la puissance de sortie des lasers à semi-conducteurs a été continuellement améliorée, la qualité du faisceau a été considérablement améliorée et davantage d'applications ont été obtenues dans le domaine industriel.

À l'heure actuelle, la puissance de sortie et la qualité du faisceau des lasers industriels à semi-conducteurs de haute puissance ont dépassé celles des lasers YAG pompés par lampe et sont proches de celles des lasers YAG pompés par semi-conducteurs.

Les lasers à semi-conducteurs ont été progressivement appliqués au soudage du plastique, au revêtement et à l'alliage, au traitement thermique de surface, au soudage des métaux, etc.

(1) soudage plastique au laser

Le faisceau d'un laser à semi-conducteur est un faisceau à crête plate avec une distribution spatiale uniforme de l'intensité lumineuse en coupe transversale.

Comparé au faisceau du laser YAG, le faisceau du laser à semi-conducteur peut obtenir une meilleure cohérence et une meilleure qualité de soudage dans les applications de soudage du plastique, et peut effectuer un soudage à larges coutures.

La puissance requise du laser à semi-conducteur n'est pas élevée dans l'application du soudage plastique, qui est généralement de 50 à 700 W, la masse du faisceau est inférieure à 100 mm/mrad et la taille du point est de 0,5 à 5 mm.

Le soudage avec cette technique n'endommage pas la surface de la pièce, le chauffage local réduit la contrainte thermique sur les pièces en plastique, évite la destruction des composants électroniques intégrés et évite mieux la fusion du plastique.

En optimisant les matériaux et les pigments, différentes couleurs synthétiques peuvent être obtenues par soudure plastique laser.

À l'heure actuelle, le laser à semi-conducteur est largement utilisé pour le soudage de conteneurs scellés, de coques de composants électroniques, de pièces automobiles et de composants en plastique étrangers.

(2) revêtement laser et traitement thermique de surface

Il s'agit d'une application importante du laser à semi-conducteur dans l'usinage pour effectuer un traitement thermique de surface ou un revêtement local sur des pièces métalliques présentant une résistance élevée à l'usure et à la corrosion.

La puissance du laser à semi-conducteur utilisé pour le revêtement laser et le traitement thermique de surface est de 1 à 6 kW, la masse du faisceau est de 100 à 400 mm/mrad et la taille du spot est de 2.×2mm2 ~ 3×3mm2 ou 1×5mm2.

Par rapport à d'autres lasers, les avantages du revêtement et du traitement thermique de surface avec des faisceaux laser à semi-conducteurs résident dans leur efficacité électro-optique élevée, leur taux d'absorption élevé, leur faible coût de maintenance, leur forme rectangulaire et leur répartition uniforme de l'intensité lumineuse.

À l'heure actuelle, le revêtement laser des semi-conducteurs et le traitement thermique de surface ont été largement utilisés dans les domaines de l'énergie, de la pétrochimie, de la métallurgie, de l'acier, des machines et d'autres domaines industriels, et sont devenus l'un des moyens importants de préparation de nouveaux matériaux, de fabrication rapide et directe de pièces métalliques, vertes. remise à neuf de pièces métalliques défectueuses.

（3）soudage des métaux au laser

Les lasers à semi-conducteurs de haute puissance sont largement utilisés dans le soudage des métaux, allant du soudage par points de précision dans l'industrie automobile au soudage par conduction thermique des matériaux de production et au soudage axial des pipelines.

Le laser à semi-conducteur utilisé pour le soudage de tôles fines nécessite une puissance de 300 à 3 000 W, une masse de faisceau de 40 à 150 mm/mrad, une taille de point de 0,4 à 1,5 mm et une épaisseur de 0,1 à 2,5 mm pour le matériau de soudage.

Grâce au faible apport de chaleur, la déformation des pièces est réduite au minimum.

Le laser à semi-conducteur haute puissance peut être utilisé pour le soudage à grande vitesse, le cordon de soudure est lisse et beau, il présente des avantages particuliers dans le processus de soudage et une économie de travail avant et après le soudage, il est très approprié pour différents besoins de soudage industriel, il va progressivement remplacer la méthode de soudage traditionnelle.

(4) marquage laser

La technologie de marquage laser est l’une des applications les plus importantes du traitement laser.

Actuellement, le laser YAG, le laser CO2 et le laser pompé à semi-conducteur sont utilisés.

Mais avec l'amélioration de la qualité du faisceau laser, la machine de marquage laser à semi-conducteur a été appliquée dans le domaine du marquage.

LIMO a lancé un laser à semi-conducteur à sortie directe de 50 W avec une qualité de faisceau allant jusqu'à 5 mm/mrad, ainsi qu'un laser à semi-conducteur à sortie directe de 25 W avec un couplage de fibre de 50 m, qui répond aux exigences de puissance de sortie laser et de qualité de faisceau pour les applications de marquage.

(5) découpe laser

L’application du laser à semi-conducteur de haute puissance dans le domaine de la découpe a commencé tardivement.

Avec le soutien du projet de système laser à semi-conducteur modulaire (MDS) du ministère allemand de l'Éducation et de la Recherche, l'institut Fraunhofer a développé en 2001 une machine de découpe laser à semi-conducteur d'une puissance de 800 W, capable de couper des plaques d'acier de 10 mm d'épaisseur à une vitesse vitesse de coupe de 0,4 m/min.

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