การวิเคราะห์โดยย่อเกี่ยวกับตลาดการประมวลผลด้วยเลเซอร์สำหรับวัสดุทองแดง
การประมวลผลด้วยเลเซอร์อาศัยการทำงานร่วมกันระหว่างพลังงานความร้อนที่แผ่ออกมาจากลำแสงและวัสดุเพื่อให้เกิดการกลายเป็นไอ การสลายตัว การหลอมละลาย หรือการดัดแปลงวัสดุในทันที เพื่อให้บรรลุข้อกำหนดในการประมวลผลชิ้นงานที่ต้องการ ซึ่งเรียกว่าการผลิตด้วยเลเซอร์หรือการประมวลผลด้วยเลเซอร์ ปัจจุบันนี้ การประมวลผลด้วยเลเซอร์กำลังแพร่กระจายอย่างรวดเร็วในประเทศของเรา และได้เจาะเข้าไปในสายการผลิตของอุตสาหกรรมหลายร้อยแห่ง
การประมวลผลด้วยเลเซอร์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีที่ง่ายและเหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานกับวัสดุโลหะ ตามสถิติคร่าวๆ การแปรรูปวัสดุโลหะมีสัดส่วนมากกว่า 85% ของการใช้งานการประมวลผลด้วยเลเซอร์ทั้งหมดในโลก อย่างไรก็ตามในปัจจุบันในการแปรรูปโลหะ การแปรรูปวัสดุเหล็กธรรมดาเป็นส่วนใหญ่ และปริมาณการใช้งานของวัสดุเหล็กนั้นใหญ่ที่สุดอย่างไม่ต้องสงสัย โดยเฉพาะสแตนเลสและโลหะผสมเหล็กซึ่งถูกนำมาใช้ในทุกด้านของชีวิต อย่างไรก็ตาม การใช้เลเซอร์กับวัสดุโลหะอื่นๆ เช่น ทองแดง อลูมิเนียม และโลหะที่ไม่ใช่เหล็กอื่นๆ ยังมีน้อยมาก โลหะผสมทองแดงและอะลูมิเนียมเป็นวัสดุพื้นฐานชนิดแรกสำหรับผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมหลายชนิด มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้า การถ่ายเทความร้อน และความต้านทานที่ดีเยี่ยม ทนต่อการกัดกร่อนและการสึกหรอ อลูมิเนียมอัลลอยด์มีความแข็งแรงสูงและเป็นวัสดุที่ดีสำหรับการมีน้ำหนักเบา แต่บทความนี้เน้นที่วัสดุทองแดง
1. การตัดและเชื่อมทองแดงด้วยเลเซอร์
ทองแดงเป็นวัสดุโลหะที่มีมูลค่าสูงมาโดยตลอด โดยเฉพาะอย่างยิ่งนับตั้งแต่ปีนี้ ราคาของฟิวเจอร์สเทกองระหว่างประเทศ เช่น เหล็ก พลาสติก ทองแดง อลูมิเนียม กระดาษแข็ง ฯลฯ ได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก วัสดุทองแดงทั่วไป ได้แก่ ทองแดงบริสุทธิ์ ทองเหลือง ทองแดงแดง และประเภทอื่นๆ รูปร่างของวัสดุได้แก่ แท่ง ลวด แผ่น แถบ แถบ ท่อ ฟอยล์ ฯลฯ จริงๆ แล้วทองแดงเป็นโลหะโบราณ ทองสัมฤทธิ์อันล้ำค่าจำนวนมากที่มีอายุนับพันปีได้ถูกค้นพบในยุคปัจจุบัน ดังนั้นการปรับปรุงงานฝีมือและคุณภาพการประมวลผลของวัสดุทองแดงจึงเป็นงานที่สำคัญมาก การประมวลผลด้วยเลเซอร์ของวัสดุทองแดงจะเป็นตัวเลือกที่น่าหวังมาก
รูปภาพ.png
แผ่นทองแดง แผ่นทองแดง และท่อทองแดงควรเหมาะสมที่สุดสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม ทองแดงเป็นวัสดุสะท้อนแสงได้สูง ในสมัยโบราณ แผ่นทองแดงยังใช้ทำกระจกซึ่งมีการดูดซับลำแสงเลเซอร์ต่ำ ในหลายกรณีจะน้อยกว่า 30% ซึ่งเทียบเท่ากับ 70% ของเลเซอร์ที่ถูกสะท้อน ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้สูญเสียพลังงานเท่านั้น แต่แสงที่สะท้อนกลับยังสามารถสร้างความเสียหายให้กับหัวประมวลผล เลนส์ เลเซอร์ได้อย่างง่ายดาย และส่วนประกอบอื่นๆ ดังนั้นทองแดงจึงเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์มาเป็นเวลานานในอดีต
เครื่องตัดเลเซอร์ CO2 สามารถตัดวัสดุที่มีความหนาได้ดีและยังสามารถตัดทองแดงได้ด้วย แต่ต้องเคลือบชั้นสเปรย์กราไฟท์หรือแมกนีเซียมออกไซด์บนแผ่นทองแดงเพื่อป้องกันการสะท้อนไม่ให้อุปกรณ์เสียหาย อัตราการดูดซึมของทองแดงสำหรับลำแสงเลเซอร์ไฟเบอร์ต่ำมาก แต่ผู้ผลิตได้นำอุปกรณ์แยกส่วนมาใช้ในการออกแบบโครงสร้างผลิตภัณฑ์ nLight เป็นบริษัทแรกที่เปิดตัวไฟเบอร์เลเซอร์ที่ต้านทานวัสดุสะท้อนแสงสูง ต่อมา ผู้ผลิตในประเทศ เช่น Zhongke Guanghui และ Fibo All ได้เปิดตัวไฟเบอร์เลเซอร์ที่ทนทานต่อการสะท้อนแสงสูง บริษัทบางแห่งที่ผลิตหัวตัดยังได้ออกแบบแสงป้องกันแสงสะท้อนสำหรับหัวตัด ซึ่งได้เปิดตลาดสำหรับไฟเบอร์เลเซอร์ในการใช้งานตัดแผ่นทองแดง ปัจจุบันมีการใช้กำลัง 3KW ในการตัดแผ่นทองแดงที่มีความหนา 10 มม.
เมื่อเทียบกับการตัด การเชื่อมด้วยเลเซอร์ของวัสดุทองแดงนั้นทำได้ยากกว่า การเชื่อมจำเป็นต้องมีการหลอมละลายของวัสดุฐาน ซึ่งโดยปกติจะส่งผลให้มีพลังงานสูงกว่าหรือมีระยะเวลาที่แสงสะท้อนกลับนานกว่าการตัด ค่าการดูดซึมของทองแดงจะเพิ่มขึ้นเมื่อความยาวคลื่นลดลง ซึ่งหมายความว่าเลเซอร์ในแถบที่มองเห็นได้ (เช่น เลเซอร์สีเขียวที่มีความยาวคลื่น 532 นาโนเมตร) จะมีข้อได้เปรียบที่สำคัญเมื่อใช้สำหรับการเชื่อมด้วยทองแดง เลเซอร์สีเขียวเป็นที่นิยมมากในต่างประเทศสำหรับการเชื่อมทองแดง วัสดุ แต่เลเซอร์สีเขียวอาจมีข้อจำกัดด้านพลังงาน บริษัทต่างประเทศ TRUMPF ประสบความสำเร็จในเลเซอร์แสงสีเขียวระดับกิโลวัตต์ ในขณะที่บริษัทในประเทศสามารถบรรลุระดับวัตต์ได้ดีที่สุดเพียง 100- เท่านั้น และช่องว่างก็ชัดเจน
การเกิดขึ้นของหัวเชื่อมแบบสวิงทำให้ไฟเบอร์เลเซอร์เหมาะสำหรับการเชื่อมวัสดุทองแดง ความสมบูรณ์ของกำลังไฟเบอร์เลเซอร์ การใช้งาน และการจับคู่ให้การรับประกันสำหรับการเชื่อมวัสดุทองแดง เลเซอร์ไฟเบอร์พันวัตต์ขยายพื้นที่มากขึ้นสำหรับการเชื่อมวัสดุทองแดง ในช่วงสองปีที่ผ่านมา มีการผลิตเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แสงสีน้ำเงินเกิดขึ้นในประเทศ ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีสำหรับการเชื่อมทองแดงด้วย ความยาวคลื่นของเลเซอร์แสงสีน้ำเงินอยู่ที่ประมาณ 400-460 นาโนเมตร และอัตราการดูดซับโดยวัสดุทองแดงสามารถสูงถึง 70% แผ่นทองแดงที่เดิมเชื่อมด้วยไฟเบอร์เลเซอร์ 3KW ปัจจุบันใช้แล้ว เลเซอร์สีน้ำเงิน 1.5KW อาจเพียงพอแล้ว
2. วัสดุทองแดงมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย และจะผลักดันความต้องการในการประมวลผลด้วยเลเซอร์
ทองแดงเป็นวัสดุนำไฟฟ้าที่ดีมาก จึงมีการใช้งานจำนวนมากในด้านพลังงาน สายไฟ มอเตอร์ สวิตช์ แผงวงจรพิมพ์ ตัวเก็บประจุ อุปกรณ์สื่อสาร สถานีฐานโทรคมนาคม ฯลฯ ทองแดงมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดีและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายใน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน อุปกรณ์ทำความเย็น เครื่องใช้ในบ้าน ท่อ ฯลฯ นอกจากนี้ทองแดงยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้ถูกนำมาใช้กับบรรจุภัณฑ์แบตเตอรี่และเซลล์พลังงานแบตเตอรี่ ทองแดงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายและบริโภคในอุตสาหกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งของการบริโภคทั้งหมด ด้วยเทคโนโลยีเลเซอร์ที่ค่อยๆ เติบโตและการใช้การประมวลผลด้วยเลเซอร์ในส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับวัสดุทองแดง คาดว่าการประมวลผลด้วยเลเซอร์ของวัสดุทองแดงจะทำให้เกิดความต้องการอุปกรณ์สำหรับอุปกรณ์เลเซอร์มากกว่า 10 พันล้านหยวนในอนาคต ซึ่งกลายเป็นการเติบโตครั้งใหม่ จุดในอุตสาหกรรมเลเซอร์
