| 蓝色二极管激光器

用于加工铜或金等高反射金属的二极管激光器,新功率级别高达 4 kW 激光功率

应用领域概述

蓝色激光线:材料加工的新领域

挑战

在 1,000 纳米波长范围内,铜或金等高反射金属的低能量吸收对标准红外激光器构成了重大挑战。所需的高初始强度会诱发湍流熔池和飞溅形成等过程,这些都是电子元件加工过程中的关键因素。

解决方案

Laserline 的蓝色高功率二极管激光器系列以各种方式彻底改变了铜、金及其合金的加工工艺。这些激光器的波长约为 445 nm,是激光加工高反射金属的理想波长。高出数倍的吸收率可大大降低激光强度并扩大激光光斑。二极管激光器可实现平滑、稳定和简单的加工过程,从而获得无飞溅的可重复结果。

在过去两年中,位于汉堡的德国电子同步加速器研究所(DESY)进行了大量的焊接试验,以说明熔池条件下的行为。通过高频 X 射线,熔池的横截面变得清晰可见,为了解焊接过程和熔池动态提供了宝贵的资料。

相同的激光功率和焊接速度

结果凸显了我们的蓝色二极管激光器的卓越性能,它表现出稳定的熔池,没有湍流或气孔形成,同时保持稳定的焊接深度。相比之下,红外线激光器需要较小的光斑才能与铜表面耦合,因此焊接深度较差,并伴有较高的湍流和气孔形成。

蓝色二极管激光器的优势

蓝色二极管激光器以我们的产品系列为基础,已在工业应用中使用多年。它们是该功率级别中最紧凑的可见光激光器。

可提供独立设备 (LDF) 或 19" 机架式激光设备 (LDM),以备集成。更多技术规格

蓝色激光带来的高效率

蓝色二极管激光器在多个方面彻底改变了铜、金和其他高反射金属的加工工艺。在 445 nm 波长范围内可直接产生高达 4 kW(cw)的激光功率,这在工业激光器中是独一无二的,而且还避免了复杂、低效的波长转换。同时,与红外激光器相比,吸收率和加工效率都有显著提高。二极管激光器可精确控制的能量沉积使铜在熔化时不会蒸发,从而实现了以前无法实现的熔池稳定性。这就创造了新的应用可能性,例如薄铜箔的热传导焊接或电气连接器的无飞溅焊接工艺。

具有可变光斑几何形状的 OTZ 蓝色变焦光学器件

技术优势一览

  • 波长约为 445 nm 的激光功率高达 4,000 W(cw)
  • 扫描或固定光学镜组可实现最佳光束引导
  • 针对高反射金属优化吸收
  • 灵活的加工光学镜组,适用于线条和表面
  • 经过现场验证的系统结构
  • 工艺非常稳定,熔池性能平稳
  • 双出口光束开关(可选)

Laserline 蓝色二极管激光器概览

光学规格

最大输出功率 400 W 800 W 1,800 W 2,000 W 1,500 W 3,000 W 4,000 W
光束质量 20 mm.mrad 20 mm.mrad 30 mm.mrad 60 毫米 20 mm.mrad 30 mm.mrad 30 mm.mrad
可提供其他激光功率和加工适应性光束质量
光纤 400 微米 [NA 0.1] 400 微米 [NA 0.1] 600 微米 [NA 0.1] 600 微米 [NA 0.2] 400 微米 [NA 0.1] 600 微米 [NA 0.1] 600 微米 [NA 0.1]
光纤长度 光纤长度可达 20 米
波长范围 445 nm ± 20 nm
产品系列 LDMblue LDFblue

*光纤长度为 5 m 时的功率规格。

蓝光激光器的主要应用

蓝色二极管激光器尤其适用于加工铜、金和其他有色金属。蓝光的高吸收率大大简化了有色金属的熔化过程。

对我们的蓝光激光器或蓝光激光的工业应用有任何疑问?

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混合激光工艺:蓝光 + 近红外

LDMblue 的蓝色激光辐射与红外线波长范围内的激光相结合,可实现高度稳定、几乎无飞溅的锁孔焊接工艺。即使在深穿透模式下进行焊接,蓝色激光也能稳定焊接过程,而近红外激光则能提供额外的能量。Laserline 开发了特殊的混合光学元件,将蓝光和近红外激光束结合在一起。

更多相关信息,请参阅我们的期刊文章

蓝激光在工业中的应用 - 它是如何开始的

2018年,蓝色二极管激光器首次面世。作为德国联邦教育与研究部(BMBF)发起的EffiLAS(高效高功率激光光束源)资助计划的一部分,首次建造并优化了用于材料加工的蓝色千瓦级二极管激光器。这一全球独一无二的研发成果开创了激光技术的新领域:利用可见光波长范围内的激光辐射进行材料加工。

红外线激光器在许多工业应用中都取得了卓越的效果。然而,红外线光束不太适合加工有色金属,尤其是铜。其中一个主要原因是在此波长范围内,有色金属对激光束的吸收率较低。因此,焊接过程经常会出现运行不稳定的情况,从而导致生产中出现焊接缺陷,造成废品。使用波长为 450 nm 的短蓝光是获得高吸收率的理想选择。蓝光激光束的出现开辟了新的应用领域,不仅适用于有色金属(如铜或金)的激光加工,也适用于不同金属的连接。

特别是在再生能源和替代驱动领域,蓝激光在生产中的应用具有新的潜力。例如,与内燃机汽车相比,电动汽车在制造过程中要多加工约 8 千克的铜。这只是一个很小的数值,但总的来说,它为蓝激光提供了广泛的应用前景。例如,在电池制造过程中,厚度为 10 微米的铜箔被连接在一起或与其他金属连接在一起。使用蓝色高功率二极管激光器首次实现了这一过程。
风力涡轮机的建造需要更多的铜。由于接缝质量高,该工艺也非常适合电气工程领域的应用,尤其是电力电子元件的制造,因为接缝必须特别耐高温。

除电子应用外,新波长的蓝色激光还能加工黄金,从而在珠宝生产中实现新的应用。随着技术发展的不断进步,预计在不久的将来还会有更多的应用被挖掘出来--在这一新波长范围内,用于工业生产的高功率二极管激光器将继续保持快速的技术革新。

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