弗勞恩霍夫雷射研究所研發出一種新型多光束雷射切割工藝

2021-01-17 江蘇雷射產業創新聯盟

Fraunhofer ILT研究人員在「Scancut」項目中開發新型雷射製造工藝，可實現薄壁金屬帶的精密切割。

插頭連接器，雖然體積較小，但只有數千個插頭連接器相互關聯組合，才能實現信號與電壓在車內的快速傳輸，從而保證現代車輛的正常運行。

目前，該連接器主要由傳統的衝壓彎曲工藝製造（例如位於德國呂登沙伊德Kostal Kontakt Systeme公司）。然而，隨著對連接器數量、體積、精細度和複雜程度要求的不斷增加，傳統的機械工藝已經法滿足數量龐大且小型化連接器的要求。

基於這種需求下，弗勞恩霍夫雷射技術研究所（ILT）的科研人員與德國北萊茵-威斯伐倫州的行業合作夥伴合作，並在ERDF研究項目「ScanCut」中開發了一種新型多光束雷射混合製造工藝，以用於薄壁金屬帶的雷射切割，該工藝可以實現小型連接器等部件環保、高精度及高效率的精密製造，如圖所示。

該工藝將多光束螺旋鑽孔光學器件（Pulsar Photonics）與高功率雷射器（Amphos）相互結合，從而實現螺旋鑽孔工藝高精度、質量優勢與多光束加工高生產率優勢的相互疊加。其中螺旋鑽孔的精度可達到：聚焦直徑為25 m，鑽孔壁的粗糙度Ra<0.5 m，如圖所示為利用螺旋鑽孔製備的金屬溝槽；高功率雷射器由Amphos基於InnoSlab開發而成，其輸出功率為300 W，脈衝能量為3 mJ，但為了保證雷射分束（可分為20個獨立光束）的高脈衝能量，還需進一步提高雷射器的輸出功率和脈衝能量，基於此，Pulsar Photonics和ILT將進一步開發高功率雷射器光源，以擴展Amphos提供的產品組合。

除此之外，科研人員還通過增加電動可調鏡片和光學底座實現了光束位置的自動調節，並通過後續軟體程序的編寫，可以實現一鍵啟動螺旋鑽孔光學系統的調整，從而實現自動化雷射製造的目標。

來源：https://optics.org/news/11/8/14

來自：王越 光電匯OESHOW 江蘇雷射聯盟轉載

相關焦點

  • 德國工業4.0:弗勞恩霍夫研究所 | 先進光源的研發之路
    挑戰意味著巨大機遇，這就是德國弗勞恩霍夫研究所推出CAPS先進光源項目的原因，並聯合其13家研究所開發新一代千瓦量級USP雷射光源。(位於亞琛)和弗勞恩霍夫應用光學研究所(位於耶拿)管理，不僅致力於突破雷射功率限制，而且力求提升整個技術鏈的水平，從脈衝產生到加工技術和實際應用。
  • 雷射切割原理、切割工藝、切割厚度、行業應用
    ，經光路系統，聚焦成高功率密度的雷射束，雷射束照射到工件表面，使工件達到熔點或沸點，同時與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走，隨著光束與工件相對位置的移動，最終使材料形成切縫，從而達到切割的目的。 4、廚具行業 現在房子越來越多，裝修越來越多，廚具相關類產品需求越來越大，雷射切割機非常適合切割薄板不鏽鋼，速度快，精度高，效果好，而且可以實現定製和個性化產品開發，深得廚具廠家喜愛。 5、燈具行業 目前主流戶外燈具都是大管子，不同種類切割，而且復古產品越來越多，種類越來越多，傳統切割方式效率太低，而且不能實現個性化發展，採用雷射切割機正好解決了這個問題。
  • 雷射切割工藝參數的確定
    雷射切割的功參數主要有:光束橫模基模,也稱高斯模,是切割最理想的模式,主要出現在功率小於1kW的小功率雷射器。低階模，它與基模比較接近，主要出現在1～2kW的中等功率雷射器。多模，是高階模的混合，出現在功率大於3kW的大功率雷射器。
  • 雷射切割機的組成及影響雷射切割的工藝參數
    對於雷射切割機的用途而言，除了少數場合採用YAG固體雷射器外，絕大部分採用電-光轉換效率較高並能輸出較高功率的CO2氣體雷射器。由於雷射切割機工作時對光束質量要求很高，所以不是所有的雷射器都能用作切割的。      2、數控切割工具機。
  • 雷射切割工藝盤點及分類
    近幾年，雷射切割機對鈑金行業發展的作用日益凸顯，一臺技術先進、功能強大的雷射切割機是光、機、電一體化的複雜系統，它實用的切割功能是實現高效率、高品質板材加工的重要保障，本文通過對雷射切割功能的盤點，旨在讓讀者更深入地認識雷射切割工藝，從而更好地應用到實際生產中來。
  • 工藝突破！綠色雷射熔化純銅
    使用 3D 印表機創建形狀複雜的塑料部件不再是一個具有挑戰性的過程，而是一種日常技術。然而當材料是純銅時，這種情況就大不相同了。但是現在，德國弗勞恩霍夫材料與光束技術研究所 （IWS）正在使用一種新型增材製造系統，這個系統使用短波長、綠色雷射處理金屬並且幾乎沒有缺陷。
  • 雷射切割的工藝過程及其參數分析
    光束橫截面上光強分布接近高斯分布．具有極好的光束質量，　　　　　　　　　主要性能指標如下：　　雷射波長：10.61xm　　脈衝功率：2.4kW;脈衝寬度；約l0ms　　功率密度：107W/cm2 ；雷射發散角：1mrad　　雷射功率穩定度：2％　　雷射束焦點直徑：Φ0.15-Φ0.30　　經實踐驗證，雷射衝裁複合加工中心CO2雷射切割
  • 晶圓雷射切割技術的研究進展
    與接觸式刀片切割技術相比，傳統雷射切割技術具有較高的切割速度、較靈活的切割圖案和較高的晶圓利用率等優勢。但為了解決熱影響區和微裂縫等問題，在傳統雷射切割技術的基礎上，出現了兩種新型雷射切割技術，即為減小熱影響區而出現的微水導雷射切割技術和為有效控制微裂縫而出現的隱形切割技術。
  • 皮秒貝塞爾光束切割化學強化玻璃 | 中國雷射
    皮秒貝塞爾光束切割化學強化玻璃[J]. 中國雷射, 2019, 46(11): 1102010化學強化玻璃是通過離子交換工藝，將玻璃表面體積較小的鈉離子置換為體積較大的鉀離子，在玻璃表面形成深度為幾十微米的壓應力層的一種特殊玻璃。相對於普通玻璃，化學強化玻璃具有更高的機械強度和熱穩定性，被廣泛應用於手機、平板電腦等電子設備的顯示屏。
  • 浙江鈑金雷射切割
    雷射切割工藝具有靈活、柔性高等優點。針對現階段傳統鈑金切割存在的問題，雷射切割的需求也日益上升。切縫窄、切割質量好、自動化程度高，操作簡便，勞動強度低，沒有汙染；生產成本低，經濟效益好。海目星雷射為客戶提供多種優質的雷射鈑金智能裝備，可滿足不同材料不同厚度的鈑金加工。由於海目星雷射持續投入專項研發技術，使得工具機運行更穩定，生產更高效，操作更智能。海目星雷射擁有一支快速、專業的售後服務團隊，每臺設備都有專業小組跟進，承諾2小時內快速響應解決問題，24小時內到達客戶現場。
  • CO2雷射與光纖雷射切割工藝及成本分析
    CO2雷射切割與光纖雷射切割工藝比較（1）雷射結構對比  CO2雷射發生器體積較大，傳輸介質為空氣，光路直線傳播完全依靠反射鏡，光路衰減快、要求高，能量損失較大，光電轉化率低，僅為10%，如圖1所示。，產生的雷射由光纖傳輸，光束封閉於光纖內「曲線傳播」，不受外界環境影響，光電轉化率高，可達25%以上，如圖2所示。
  • 深圳大族雷射自主研發新型雷射切割機
    深圳大族雷射自1992年成立以來,在強大的資本和技術平臺支持下，公司實現了從小功率到大型高功率雷射技術裝備研發、生產的跨越發展,為國內外客戶提供一整套雷射加工解決方案及相關配套設施。近期，大族雷射針對市場，自主研發，推出了一系列新型的雷射切割機、雷射焊接機，在激烈的行業競爭中脫穎而出，成為了市場矚目的焦點。
  • 玻璃切割難點何在?超快雷射+光束整形完美解決!
    此外，聽筒、前置攝像頭、指紋片等位置的異型切割也對加工工藝提出了更高要求。如何解決玻璃材料的加工難題、提升產品良率，成為業內共同的目標，推動玻璃切割技術的創新迫在眉睫。玻璃切割工藝對比傳統的玻璃切割工藝包括刀輪切割和CNC研磨切割。刀輪切割的玻璃崩邊大、邊緣粗糙，對玻璃的強度會大幅影響。
  • 大族雷射推出多種新型雷射切割機、雷射焊接機
    目前，大族雷射針對市場，自主研發，推出了一系列新型的雷射切割機、雷射焊接機，具體介紹如下：、薄膜電池的刻劃，雷射器採用本公司自主研發的綠雷射器。光纖雷射陶瓷劃片機系列光纖雷射陶瓷劃片機是大族雷射針對電子行業加工需要開發的雷射切割設備，主要用來切割
  • 雷射切割的歷史簡述
    如今，雷射切割已成為許多領域極為普遍的工藝，廣泛應用於製造工廠，雷射手術的精微之處甚至可以稱得上藝術。但是，儘管使用的已非常廣泛，但與所有切割工藝相比，雷射切割仍然是相對較新的技術。我們來簡短介紹使用雷射切割的歷史。
  • 通過光束傳輸保證雷射切割的連續性、穩定性和過程可靠性
    利用雷射可以非常準確地切割複雜形狀的坯料，所切割的坯料不必再作進一步的處理。 利用雷射切割設備可切割4mm以下的不鏽鋼，在雷射束中加氧氣可切割8~10mm厚的不鏽鋼，但加氧切割後會在切割面形成薄薄的氧化膜。切割的最大厚度可增加到16mm,但切割部件的尺寸誤差較大。雷射切割設備的價格相當貴，約150美元以上。但是，由於降低了後續工藝處理的成本，所以，在大生產中採用這種設備還是可行的。
  • 淺談雷射切割不鏽鋼厚板的工藝調試
    如今雷射切割不鏽鋼厚板工藝越來越成熟，將逐步取代傳統切割工藝方式。 敲（漲）黑（知）板（識） 要想切出高質量的厚板不鏽鋼， 需要對切割工藝要素進行充分了解。
  • 雷射光束變換需求激增 衍射光學產品及其應用受重視
    隨著國內外市場對雷射光束變換的迫切需求，基於衍射光學的各類解決方案越來越受到市場的重視，尤其在平頂整形領域，多焦點切割等方面應用擁有核心自主智慧財產權。不僅如此，諸如分束、勻光、長焦深、渦旋光束、點陣、特徵圖形等元件及模塊在各領域也有重要應用。
  • 雷射切割可被哪種切割工藝替代,為什麼?
    儘管雷射切割可以生產出高公差、複雜和精密的零件，但它可能並不適合每種製造應用，並且其他切割工藝可能更適合且更具成本效益。下面說明的是雷射切割和其他切割工藝之間的一些比較。機械切割是一種製造過程，它使用動力驅動的設備（例如車床，銑床和壓力機）將材料切割，成形和剪切成定製的形狀和設計。與機械切割相比，雷射切割具有多個優勢。它允許更高的精度和更高的公差，並提供更少的材料（例如，更少的浪費）和維護成本。然而，由於昂貴的雷射切割設備以及設備的高功率和能量消耗，與機械切割相比，雷射切割通常還需要高得多的初始投資和運營成本。
  • 萬瓦級雷射切割裝備及技術
    近年來，我國高鐵、核電、船舶、石油化工及航天航空等領域的高速發展，對雷射切割加工裝備和工藝技術提出了更高的需求，總的趨勢是向功率更高、速度更快、幅面更大、切割更厚、斷面更亮、更平直的方向發展。，其每個模塊只有1000W一種。