1,000nm 파장 범위에서 구리나 금과 같이 반사율이 높은 금속의 낮은 에너지 흡수는 표준 IR 레이저의 주요 과제입니다. 필요한 높은 초기 강도는 종종 전기 부품 가공에서 중요한 요소인 난류 용융 풀과 스패터 형성을 특징으로 하는 공정을 유도합니다.
레이저라인의 청색 고출력 다이오드 레이저 시리즈는 구리, 금 및 그 합금의 가공을 다양한 방식으로 혁신적으로 개선합니다. 약 445nm의 파장을 가진 이 레이저는 반사율이 높은 금속의 레이저 가공에 이상적인 파장을 제공합니다. 흡수율이 몇 배 더 높기 때문에 훨씬 낮은 강도와 더 큰 레이저 스폿이 가능합니다. 다이오드 레이저는 부드럽고 안정적이며 간단한 공정을 통해 스패터링 없이 재현 가능한 결과를 얻을 수 있습니다.
지난 2년 동안 함부르크에 위치한 Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY는 용융 풀 조건의 거동을 설명하기 위해 광범위한 용접 테스트를 수행했습니다. 고주파 X-레이를 통해 용융 풀의 단면을 가시화하여 용접 공정과 용융 풀의 역학에 대한 귀중한 통찰력을 얻었습니다.
동일한 레이저 출력 및 용접 속도
이 결과는 일관된 용접 깊이를 유지하면서 난기류나 기공 형성 없이 안정적인 용융 풀을 보여주는 블루 다이오드 레이저의 뛰어난 성능을 강조합니다. 반면, 구리 표면과 결합하기 위해 더 작은 스폿이 필요한 적외선 레이저는 더 높은 난류와 기공 형성과 함께 용접 깊이가 떨어지는 것으로 나타났습니다.
통합이 가능한 독립형 장치(LDF) 또는 19인치 랙 레이저(LDM)로 제공됩니다. 기술 사양 자세히 보기
블루 다이오드 레이저는 구리, 금 및 기타 반사율이 높은 금속 가공을 여러 가지 측면에서 혁신적으로 개선합니다. 445nm 파장 범위에서 최대 4kW(cw)의 레이저 출력을 직접 생성하는 것은 산업용 레이저의 고유한 기능이며 복잡하고 비효율적인 파장 변환을 통한 우회 경로를 피할 수 있습니다. 동시에 IR 레이저에 비해 흡수율과 공정 효율이 크게 향상됩니다. 다이오드 레이저의 정밀하게 제어 가능한 에너지 증착을 통해 구리를 증발 없이 용융할 수 있으므로 이전에는 달성할 수 없었던 용융 풀의 안정성을 확보할 수 있습니다. 이를 통해 얇은 구리 호일의 열전도 용접이나 전기 커넥터의 스패터 프리 용접 공정과 같은 새로운 응용 가능성이 열립니다.
| 최대 출력 전력* | 400 W | 800 W | 1,800 W | 2,000 W | 1,500 W | 3,000 W | 4,000 W | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 빔 품질 | 20 mm.mrad | 20 mm.mrad | 30 mm.mrad | 60 mm.mrad | 20 mm.mrad | 30 mm.mrad | 30 mm.mrad | ||||
| 기타 레이저 출력 및 공정에 맞게 조정된 빔 품질 사용 가능 | |||||||||||
| 광섬유 | 400 µm [NA 0.1] | 400 µm [NA 0.1] | 600 µm [NA 0.1] | 600 µm [NA 0.2] | 400 µm [NA 0.1] | 600 µm [NA 0.1] | 600 µm [NA 0.1] | ||||
| 광케이블 길이 | 최대 20m의 광케이블 길이 | ||||||||||
| 파장 범위 | 445nm ± 20nm | ||||||||||
| 제품 시리즈 | LDMblue | LDFblue | |||||||||
* 광케이블 길이 5m에 대한 전력 사양입니다.
블루 레이저 또는 블루 레이저 광을 사용하는 산업 분야에 대해 궁금한 점이 있으신가요?
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LDMblue의 청색 레이저와 적외선 파장 범위의 레이저를 결합하면 스패터가 거의 없는 매우 안정적인 키홀 용접 공정을 구현할 수 있습니다. 청색 레이저는 심용입 모드에서 용접할 때에도 공정을 안정화하며, NIR 레이저는 추가 에너지를 제공합니다. 레이저라인은 블루 레이저와 NIR 레이저 빔을 결합한 특수 하이브리드 광학장치를 개발했습니다.
2018년에 처음으로 청색 다이오드 레이저를 사용할 수 있게 되었습니다. 독일 연방 교육연구부(BMBF)에서 시작한 EffiLAS(효율적인 고출력 레이저 빔 소스) 자금 지원 프로그램의 일환으로, 처음으로 재료 가공에 최적화된 청색 킬로와트 다이오드 레이저가 제작 및 최적화되었습니다. 전 세계적으로 유일한 이 개발로 레이저 기술의 새로운 분야인 가시 파장 범위의 레이저 방사선을 이용한 재료 가공이 가능해졌습니다.
적외선 레이저는 많은 산업 분야에서 탁월한 결과를 달성합니다. 그러나 적외선 빔은 비철금속, 특히 구리의 가공에는 적합하지 않습니다. 그 주된 이유 중 하나는 이 파장 범위에서 비철금속의 레이저 빔 흡수가 낮기 때문입니다. 그 결과 용접 공정이 불안정하게 진행되는 경우가 많고, 이로 인해 생산 과정에서 용접 결함이 발생하면 불량품으로 이어집니다. 450nm의 짧은 파장을 가진 청색광을 사용하면 높은 흡수율을 달성하는 데 이상적입니다. 흡수율이 훨씬 높기 때문에 구리를 레이저 가공할 때 고품질의 일관된 용접 결과를 얻을 수 있습니다. 청색 레이저 빔은 구리나 금과 같은 비철금속의 레이저 가공뿐만 아니라 다른 금속을 접합하는 데에도 새로운 응용 분야를 열어줍니다.
특히 재생 에너지 및 대체 구동 분야에서 블루 레이저를 생산에 사용할 수 있는 새로운 잠재력이 있습니다. 예를 들어, 전기 자동차 제조 과정에서 내연기관 자동차보다 약 8킬로그램의 구리가 더 많이 처리됩니다. 이는 작은 수치이지만 블루 레이저의 활용 범위가 매우 넓다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 배터리 제조에서는 두께가 10 마이크로미터인 구리 호일을 서로 결합하거나 다른 금속과 결합합니다. 청색 고출력 다이오드 레이저를 사용하면 이 과정이 처음으로 가능해집니다.
풍력 터빈 건설에는 훨씬 더 많은 구리가 필요합니다. 대형 해상 풍력 터빈에는 최대 30톤의 구리가 사용되는데, 여기에서도 레이저를 사용할 수 있습니다. 높은 접합 품질로 인해 이 공정은 전기 공학 분야, 특히 접합부가 특히 온도에 강해야 하는 전력 전자 부품 제조에 매우 적합합니다.
전자 애플리케이션 외에도 블루 레이저의 새로운 파장을 통해 금을 가공할 수 있어 주얼리 생산에 새로운 응용 분야를 개척할 수 있습니다. 기술 개발이 진행됨에 따라 가까운 미래에 수많은 다른 응용 분야가 이 새로운 파장 범위에서 산업 생산을 위한 고출력 다이오드 레이저의 빠른 기술 혁신을 이어갈 것으로 예상됩니다.
