Con lo sviluppo della tecnologia dei chip semiconduttori e della tecnologia ottica, la potenza di uscita dei laser a semiconduttori è stata continuamente migliorata, la qualità del fascio è stata significativamente migliorata e sono state ottenute più applicazioni in campo industriale. Attualmente, la potenza di uscita e la qualità del fascio dei laser industriali a semiconduttori ad alta potenza hanno superato i laser YAG pompati a lampada e sono vicini ai laser YAG pompati a semiconduttore. I laser a semiconduttore sono stati gradualmente applicati alla saldatura plastica, al rivestimento e alla legatura, al trattamento termico superficiale, alla saldatura dei metalli, ecc., e hanno anche fatto alcuni progressi applicativi nella marcatura, nel taglio e in altri aspetti.
1.Saldatura laser in plastica
Il raggio di un laser a semiconduttore è un fascio a punta piatta, e la distribuzione spaziale dell'intensità della luce della sezione trasversale è relativamente uniforme. Rispetto al fascio del laser YAG, il fascio del laser a semiconduttore in applicazioni di saldatura in plastica può ottenere una migliore consistenza di saldatura e qualità di saldatura e può eseguire saldatura a fessura larga. I requisiti di potenza dei laser a semiconduttore per applicazioni di saldatura in plastica non sono elevati, generalmente 50 ~ 700W, la qualità del fascio è inferiore a 100 mm / mrad e la dimensione dello spot è di 0,5 ~ 5 mm. La saldatura con questa tecnica non danneggia la superficie del pezzo in lavorazione, il riscaldamento locale riduce lo stress termico sulle parti in plastica, può evitare di danneggiare i componenti elettronici incorporati ed evita meglio la fusione della plastica. Ottimizzando materie prime e pigmenti, la saldatura laser in plastica può ottenere diversi colori sintetici. Attualmente, i laser a semiconduttore sono stati ampiamente utilizzati per componenti di saldatura come contenitori sigillati, alloggiamenti di componenti elettronici, parti automobilistiche e plastiche eterogenee.
2.Rivestimento laser e trattamento termico superficiale
Il trattamento termico superficiale o il rivestimento locale di parti metalliche con elevati requisiti di resistenza all'usura e resistenza alla corrosione è un'importante applicazione dei laser a semiconduttore nella lavorazione. A livello internazionale, i laser a semiconduttore utilizzati per il rivestimento laser e il trattamento termico superficiale hanno una potenza da 1 a 6 kW, una qualità del fascio da 100 a 400 mm / mrad e una dimensione spot di 2 × da 2 mm 2 a 3 × 3 mm 2 o 1 × 5 mm 2. Rispetto ad altri laser, i vantaggi del rivestimento e del trattamento termico superficiale con raggi laser a semiconduttore sono l'elevata efficienza elettro-ottica, l'elevato assorbimento dei materiali, i bassi costi di manutenzione, la forma rettangolare del punto e la distribuzione uniforme dell'intensità della luce. Attualmente, il rivestimento laser a semiconduttore e il trattamento termico superficiale sono stati ampiamente utilizzati in energia elettrica, petrolchimica, metallurgica, acciaio, macchinari e altri campi industriali, e sono diventati uno dei mezzi importanti per la preparazione di nuovi materiali, la produzione rapida e diretta di parti metalliche e la rigenerazione verde di parti metalliche fallite.
I laser a semiconduttore ad alta potenza hanno molte applicazioni nella saldatura dei metalli, che vanno dalla saldatura spot di precisione nell'industria automobilistica alla saldatura a conduzione termica dei materiali di produzione e alla saldatura assiale dei tubi. La qualità delle loro saldature è buona e non è richiesta alcuna lavorazione successiva. Il laser a semiconduttore utilizzato per la saldatura in lamiera richiede una potenza di 300-3000W, una qualità del fascio di 40-150 mm / mrad, una dimensione spot di 0,4-1,5 mm e uno spessore del materiale di saldatura di 0,1-2,5 mm. A causa del basso apporto di calore, la distorsione delle parti è mantenuta al minimo. I laser a semiconduttori ad alta potenza possono eseguire saldature ad alta velocità con saldature lisce e belle. Ha particolari vantaggi in termini di risparmio di manodopera durante e dopo la saldatura ed è molto adatto alle diverse esigenze della saldatura industriale. Sostituirà gradualmente i metodi di saldatura tradizionali.
La tecnologia di marcatura laser è una delle più grandi aree di applicazione dell'elaborazione laser. I laser attualmente utilizzati includono laser YAG, laser a CO2 e laser a pompa a semiconduttore. Ma con il miglioramento della qualità dei raggi laser a semiconduttore, le macchine per la marcatura laser a semiconduttore hanno iniziato ad essere utilizzate nel campo della marcatura.
L'applicazione di laser a semiconduttori ad alta potenza nel campo del taglio è iniziata in ritardo. Con il supporto del programma "Modular Semiconductor Laser System" (MDS) del Ministero tedesco dell'Istruzione e della Ricerca, il Fraunhofer Institute in Germania ha sviluppato una macchina per il taglio laser a semiconduttori con una potenza di 800W nel 2001. 0,4 m / min.