銅材料のレーザー加工市場の簡単な分析

銅材料のレーザー加工市場の簡単な分析

レーザー加工は、ビームによって放射される熱エネルギーと材料の間の相互作用に依存して、材料の瞬間的な蒸発、分解、溶融、または改質を達成して、所望のワークピース加工要件を達成します。これは、レーザー製造またはレーザー加工と呼ばれます。 現在、レーザー加工は我が国で急速に普及しており、数百の産業の生産ラインに浸透しています。

レーザー加工は、金属材料への適用に最も簡単で最適であることが証明されています。 大まかな統計によれば、金属材料加工は、世界中のすべてのレーザー加工用途の 85% 以上を占めています。 しかし、現在では金属加工においては一般鋼材加工が大半を占めており、鋼材の使用量は間違いなく最大であり、特にステンレス鋼や合金鋼は生活のあらゆる場面で使用されています。 しかし、銅、アルミニウム、その他の非鉄金属などの他の金属材料へのレーザーの応用はまだ非常に少ないです。 銅とアルミニウムの合金は、多くの工業製品の最初の基礎材料です。 優れた電気伝導性、熱伝導性、抵抗性を備えています。 耐食性と耐摩耗性。 アルミニウム合金は強度が高く、軽量化に優れた素材ですが、今回は銅素材に焦点を当てます。

1. 銅のレーザー切断と溶接

銅は古くから価値の高い金属素材です。 特に今年に入ってから、国際バルク先物鉄鋼、プラスチック、銅、アルミニウム、段ボールなどの価格が大幅に上昇した。 一般的な銅の材料には、純銅、真鍮、赤銅などが含まれます。 材料の形状には、ロッド、ワイヤー、プレート、ストリップ、ストリップ、チューブ、フォイルなどが含まれます。実際、銅は古代の金属です。 現代では、数千年前に遡る貴重な青銅器が数多く発掘されています。 したがって、銅素材の職人技と加工品質の向上は非常に重要な課題です。 銅材料のレーザー加工は、非常に有望な選択肢となるでしょう。

画像.png

レーザー切断には銅板、銅板、銅管が最適です。 ただし、銅は反射率の高い素材です。 古代には、レーザー光線の吸収が少ない銅板が鏡の製造にも使用されていました。 多くの場合、反射率は 30% 未満で、これはレーザーの 70% に相当します。これは無駄なエネルギー損失を引き起こすだけでなく、反射光は加工ヘッド、レンズ、レーザーに容易に損傷を与える可能性があります。およびその他のコンポーネント。 したがって、銅はこれまで長い間、レーザー切断にとって大きな課題でした。

CO2 レーザー切断機は厚い材料をうまく切断でき、銅も切断できますが、反射による機器の損傷を防ぐために、銅シートにグラファイト スプレーまたは酸化マグネシウムの層をコーティングする必要があります。 ファイバーレーザービームに対する銅の吸収率は非常に低いですが、メーカーは製品構造設計に絶縁デバイスを実装しています。 nLight は、高反射材料に耐えるファイバー レーザーを初めて発売しました。 その後、中科光匯やFibo Allなどの国内メーカーが高反射に強いファイバーレーザーを発売した。 切断ヘッドを製造する一部の企業は、加工ヘッド用の反射防止光も設計しており、これにより銅板切断用途におけるファイバー レーザーの市場が開拓されました。 現在では3KWで厚さ10mmの銅板を切断できるようになりました。
銅材のレーザー溶接は切断に比べて難易度が高くなります。 溶接には母材を溶かす必要があるため、通常、切断よりも高い出力またはより長い光の戻り時間が得られます。 銅の吸収率は波長が短くなるにつれて増加します。これは、可視帯域のレーザー (たとえば、波長 532nm の緑色レーザー) が銅溶接に使用される場合に大きな利点があることを意味します。 海外では、銅の溶接にはグリーンレーザーの方が人気があります。 ただし、緑色レーザーには出力制限があります。 外国企業のTRUMPFはキロワットレベルの緑色光レーザーを達成していますが、国内企業はせいぜい100-ワットレベルしか達成できておらず、その差は明らかです。

スイング溶接ヘッドの登場により、ファイバーレーザーは銅材料の溶接に適したものになりました。 ファイバーレーザーの出力、アプリケーション、マッチングの成熟度により、銅材料の溶接が保証されます。 千ワットのファイバーレーザーは、銅材料の溶接用途のスペースをさらに拡大します。 ここ 2 年で青色光半導体レーザーが国産化され、銅溶接にも良い影響を与えています。 青色光レーザーの波長は約400-460nmで、銅材料による吸収率は70%に達します。 当初は 3KW ファイバー レーザーで溶接されていた銅板が、現在では 1.5KW の青色レーザーで十分である可能性があります。

2. 銅材料は広く使用されており、レーザー加工の需要を促進する

銅は非常に優れた導電性材料であるため、電力、ケーブル、モーター、スイッチ、プリント基板、コンデンサ、通信機器、通信基地局などに数多くの用途があります。銅は熱伝導率が高く、さまざまな分野で広く使用されています。熱交換器、冷凍装置、家電製品、パイプなど。さらに、銅は電池産業でも広く使用されています。 特に近年、電池のパッケージングや動力電池セルなどにレーザー溶接技術が徐々に採用されています。 銅は電気および電子産業で広く使用および消費されており、総消費量の半分以上を占めています。 レーザー技術が徐々に成熟し、銅材料関連部品にレーザー加工が使用されることにより、銅材料のレーザー加工は将来、レーザー装置の設備需要に100億元以上をもたらし、新たな成長となると推定されています。レーザー業界のポイント。