Ανάλυση τεχνολογίας κοπής με λέιζερ γυμνού χάλκινου διαύλου: Αρχές, πλεονεκτήματα και βελτιστοποίηση διαδικασίας

 

Ως το αγώγιμο υλικό του πυρήνα στο σύστημα ισχύος, οι γυμνοί χάλκινοι ζυγοί χρησιμοποιούνται ευρέως σε εξοπλισμό μετάδοσης και μετασχηματισμού ισχύος, ηλεκτρικές συσκευές υψηλής και χαμηλής τάσης και περιελίξεις κινητήρα. Οι απαιτήσεις απόδοσης περιλαμβάνουν όχι μόνο εξαιρετική αγωγιμότητα και μηχανική αντοχή, αλλά και αυστηρά πρότυπα για την ακρίβεια επεξεργασίας και την ποιότητα της επιφάνειας. Οι παραδοσιακές τεχνικές επεξεργασίας, όπως η διάτρηση και το τράβηγμα έχουν προβλήματα όπως υπολείμματα γρέζιων, συγκέντρωση τάσεων και μεγάλος κύκλος επεξεργασίας, τα οποία είναι δύσκολο να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις ακρίβειας του εξοπλισμού υψηλών προδιαγραφών για αγώγιμα μέρη. Η τεχνολογία κοπής με λέιζερ, με τα χαρακτηριστικά επεξεργασίας χωρίς{4}}επαφή, παρέχει μια καινοτόμο λύση για την επεξεργασία υψηλής-ακρίβειας γυμνών χάλκινων ζυγών.

 

 

 

 

 

(I) Τεχνική αρχή
Η κοπή με λέιζερ εστιάζει σε μια δέσμη λέιζερ υψηλής-πυκνότητας ισχύος (η ενεργειακή πυκνότητα μπορεί να φτάσει περισσότερα από 106 W/cm²) για να θερμάνει αμέσως το επιφανειακό υλικό του Copper BusBar στη θερμοκρασία εξάτμισης (περίπου 2567 βαθμούς ) για να σχηματίσει μικροσκοπικές οπές εξάτμισης. Ταυτόχρονα, το βοηθητικό αέριο υψηλής{4}πίεσης (όπως άζωτο ή οξυγόνο) ομοαξονικό με τη δέσμη διώχνει τα υπολείμματα λιωμένου μετάλλου και επιτυγχάνεται συνεχής κοπή καθώς η κεφαλή λέιζερ κινείται κατά μήκος της προκαθορισμένης τροχιάς. Αυτή η διαδικασία συνδυάζει αγωγιμότητα θερμότητας, αλλαγή φάσης εξάτμισης και δυναμική ροής αέρα για την επίτευξη επεξεργασίας ακριβείας σε επίπεδο χιλιοστών-από επίπεδο έως μικρον-.

(II) Χαρακτηριστικά της διαδικασίας
Επεξεργασία{0}}χωρίς καταπόνηση: Η κοπή με μη-μη μηχανική επαφή αποφεύγει την υπολειπόμενη μηχανική καταπόνηση των παραδοσιακών διαδικασιών διάτρησης και διάτμησης, διασφαλίζει τη σταθερότητα της εσωτερικής οργανωτικής δομής της ράβδου Electrical Bus και είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για τις απαιτήσεις σύνδεσης ηλεκτρικών εξαρτημάτων ακριβείας.

Εξαιρετική-ποιότητα άκρων ακριβείας: Η τραχύτητα αιχμής μπορεί να φτάσει σε Ra μικρότερη ή ίση με 12,5 μm, χωρίς γρέζια, ξεφλούδισμα και άλλα ελαττώματα, μειώνοντας τις επακόλουθες διαδικασίες λείανσης και ανταποκρίνεται άμεσα στις απαιτήσεις της μονωτικής συσκευασίας.

Complex shape adaptability: Supports arbitrary two-dimensional and three-dimensional trajectory cutting, and can process ultra-thin row materials and special-shaped structures with a width-to-thickness ratio of >10, ξεπερνώντας τους περιορισμούς σχήματος της παραδοσιακής επεξεργασίας καλουπιών.

 

 

 

 

(I) Αντίμετρα για επεξεργασία υλικού υψηλής-ανακλαστικής
Ο χαλκός έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής ανακλαστικότητας (ρυθμός απορρόφησης λέιζερ μήκους κύματος 1μm<5%) and high thermal conductivity (401 W/(m・K)), which easily leads to laser energy attenuation and thermal deformation. Stable cutting is achieved through the following technical improvements:

Αντι{0}}υψηλή-ανακλαστική σχεδίαση οπτικής διαδρομής: υιοθετήστε ένα πλήρως κλειστό σύστημα οπτικής διαδρομής και φακούς διηλεκτρικού φιλμ πολλαπλών-στρώσεων για να μειώσετε τη ζημιά του ανακλώμενου φωτός στα οπτικά εξαρτήματα και να εξασφαλίσετε τη σταθερότητα της παραγωγής ενέργειας.

Energy modulation technology: combining pulsed laser and waveform optimization algorithm, through peak power increase (>10 kW) και έλεγχος πλάτους παλμού (10-100μs), διαπερνά γρήγορα το όριο ανάκλασης υλικού και επιτυγχάνει αποτελεσματική εξάτμιση.

(II) Συντονισμένος έλεγχος παραμέτρων διεργασίας
Ταίριασμα ταχύτητας κοπής: ρυθμίστε δυναμικά την ταχύτητα (0,5-5 m/min) ανάλογα με το πάχος της πλάκας (0,5-30 mm) για να αποφύγετε υπολείμματα σκωρίας που προκαλούνται από πολύ γρήγορη ταχύτητα ή θερμική παραμόρφωση που προκαλείται από πολύ αργή ταχύτητα.

Βελτιστοποίηση πίεσης αερίου: Χρησιμοποιείται βοηθητικό αέριο 0.5- 2MPa υψηλής-πίεσης για τη διασφάλιση της έγκαιρης εκκένωσης της σκωρίας και την αναστολή της αντίδρασης οξείδωσης (το πάχος του στρώματος οξειδίου είναι μικρότερο από 10μm όταν χρησιμοποιείται προστασία αζώτου).

 

 

Δείκτες απόδοσης	Κοπή με λέιζερ	Παραδοσιακή διάτρηση και κούρεμα	Ηλεκτρο-μηχανική με σπινθήρα
Ακρίβεια διαστάσεων	±0,1 χλστ	±0,5 mm	±0,05mm
Τραχύτητα επιφάνειας	Ra Μικρότερο ή ίσο με 12,5μm	Ra Μεγαλύτερο ή ίσο με 25μm	Ra Μικρότερο ή ίσο με 6,3μm
Ποσοστό χρησιμοποίησης υλικού	＞95%	70%-85%	85%-90%
Αποτελεσματικότητα επεξεργασίας	50-200 τεμάχια/ώρα	10-30 τεμάχια/ώρα	20-50 τεμάχια/ώρα
Προσαρμοστικότητα σε πολύπλοκα σχήματα	Εξοχος	Φτωχός	Καλός

 

Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διαδικασίες, η τεχνολογία κοπής με λέιζερ μειώνει το κόστος καλουπιού και συντομεύει τον κύκλο στεγανοποίησης (από 72 ώρες σε 4 ώρες) μέσω της παραγωγής χωρίς καλούπι, ενώ μειώνει τις βοηθητικές διεργασίες όπως η ανόπτηση και η λείανση και το συνολικό κόστος παραγωγής κατά 30%-50%. Σε αναδυόμενους τομείς, όπως οι σταθμοί βάσης 5G και τα νέα ενεργειακά οχήματα, οι αποδοτικές και ευέλικτες δυνατότητες επεξεργασίας του βελτιώνουν σημαντικά τον ενσωματωμένο χώρο σχεδιασμού των αγώγιμων εξαρτημάτων.

 

 

(I) Βασικά σημεία ελέγχου της διαδικασίας
Παρακολούθηση περιβαλλοντικών παραμέτρων: Διατηρήστε τη θερμοκρασία περιβάλλοντος επεξεργασίας (20±2 βαθμοί) και την υγρασία (Μικρότερη ή ίση με 60% RH) για να αποτρέψετε την οξείδωση της επιφάνειας του χαλκού να επηρεάσει την ποιότητα κοπής.

Ενσωμάτωση διαδικτυακής ανίχνευσης: Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο- της απόκλισης τροχιάς κοπής (ακρίβεια ±0,05 mm) μέσω οπτικού συστήματος CCD, σε συνδυασμό με έναν αλγόριθμο AI για αυτόματη αντιστάθμιση του λάθους κίνησης.

(II) Κατεύθυνση εξέλιξης της τεχνολογίας
Εφαρμογή υπερταχείας λέιζερ: Η τεχνολογία λέιζερ Femtosecond (10-15 δεύτερου επιπέδου) μπορεί να επιτύχει "ψυχρή επεξεργασία", να μειώσει σημαντικά τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα (~50μm) και να βελτιώσει την αξιοπιστία επεξεργασίας των εξαιρετικά λεπτών ράβδων ζυγών (~0,1mm).

Ευφυής γραμμή παραγωγής: Με βάση την ψηφιακή δίδυμη τεχνολογία, επιτυγχάνεται η αυτο-βελτιστοποίηση των παραμέτρων κοπής και η προγνωστική συντήρηση της κατάστασης του εξοπλισμού και η απόδοση επεξεργασίας βελτιώνεται περισσότερο από 20%.

 

 

 

 

Η τεχνολογία κοπής με λέιζερ έχει γίνει η κύρια επιλογήγυμνό χάλκινο ζυγόεπεξεργασία λόγω της ακρίβειας, της ευελιξίας και της αποτελεσματικότητάς του. Με τις συνεχείς καινοτομίες στα λέιζερ ινών υψηλής ισχύος και τους έξυπνους αλγόριθμους ελέγχου, αυτή η τεχνολογία θα συνεχίσει να εφαρμόζεται στη νέα ενέργεια, την κατασκευή εξοπλισμού υψηλών προδιαγραφών και σε άλλους τομείς και θα προωθεί την επεξεργασία αγώγιμων υλικών προς υψηλή ακρίβεια και πράσινο. Οι συμμετέχοντες στον κλάδο πρέπει να βελτιστοποιούν συνεχώς τις παραμέτρους της διαδικασίας και να ενισχύουν την καινοτομία ενσωμάτωσης εξοπλισμού για να αντιμετωπίσουν τη συνεχώς-αυξανόμενη ζήτηση της αγοράς.