Verkenning van de top 5 toepassingen van CO2-lasertechnologie en de toekomst ervan

De kooldioxide (CO₂) laser werd uitgevonden door C. Kumar N. Patel in 1964 bij Bell Laboratories. Het wordt ook wel een glazen laserbuis genoemd en is een laserproduct met een hoog continu uitgangsvermogen dat veel gebruikt wordt in de textiel-, medische, materiaalverwerkende en industriële productie-industrie. Het heeft unieke toepassingen op het gebied van codering van verpakkingen, snijden van niet-metaalachtige materialenen medische esthetiek.

CO₂ lasertechnologie ging in de jaren 1980 vooruit en wordt al meer dan twintig jaar op grote schaal gebruikt in industriële processen. Het wordt gebruikt voor het snijden van metalen, markeren en graveren van verschillende materialen, lassen en cladden in industrieën zoals de auto-industrie, scheepsbouw en ruimtevaart.

De industriële CO₂ laser werkt bij een golflengte van 10,64 μm en produceert infrarood licht. De elektro-optische omzettingsefficiëntie ligt over het algemeen tussen 15% tot 25%, wat een aanzienlijk voordeel is ten opzichte van YAG-lasers in vaste toestand.

Door zijn golflengtebereik kan de CO₂ laserstraal kan effectief worden geabsorbeerd door een verscheidenheid aan materialen, waaronder stalen metalen, non-ferrometalen, edelmetalen en niet-metalen.

Gerelateerde lectuur: Ferro- vs Non-ferrometalen

De reeks toepasbare materialen is zelfs breder dan die van vezellasers.

Ondanks het feit dat fiberlasers sinds 2010 een hausse hebben veroorzaakt in de verwerking van metaalmateriaal, met name in de vervanging van sommige CO₂ snijmarkt, de belangrijkste toepassing van de huidige laserbewerking is nog steeds de verwerking van metaalmateriaal.

Dit heeft echter tot een aantal misvattingen geleid, waarbij sommige mensen ten onrechte geloven dat CO₂ lasers zijn nu verouderd en hebben een beperkt nut.

Dit idee is volledig onjuist.

CO₂ lasers zijn technisch het meest rijpe, stabiele en betrouwbare type lichtbron en hebben een lange geschiedenis van procesontwikkeling. Ze worden nog steeds op grote schaal gebruikt in Europa en de Verenigde Staten voor verschillende toepassingen.

Veel natuurlijke en synthetische materialen hebben sterke absorptiekenmerken in het 9-12 μm spectraalgebied, het gebied dat wordt bestreken door CO₂ lasers. Hierdoor zijn ze ideaal voor materiaalverwerking en spectrale analyse.

De straaleigenschappen van CO₂ lasers ook ideaal voor unieke toepassingen, omdat ze unieke mogelijkheden bieden.

In dit artikel richten we ons op een aantal veelvoorkomende toepassingen van CO₂ lasers.

Verwerking van metalen materialen

Voor de opkomst van continue vezellasers werden CO₂ lasers de metaalplaatverwerkende industrie domineerden. Ik herinner me een fabrikant die een 4KW CO₂ snijmachine op een beurs in 2012, die platen dikker dan 20 mm kon snijden en destijds een enorme impact had op de industrie.

Tegenwoordig worden fiberlasers met een vermogen van 10.000+ watt gebruikt om ultradikke platen te snijden. Hoewel CO₂ snijden is grotendeels vervangen door snijden met vezels in staalsnijwerkHet is echter niet helemaal verdwenen.

Vezellasers zijn gemakkelijker te snijden vanwege hun fijnere punt, maar dit wordt een nadeel bij het lassen. Als het aankomt op het verbinden van dikke platen, kunnen CO₂ lasers hebben een voordeel ten opzichte van fiberlasers.

Hoewel bundeloscillatie enkele jaren geleden werd geïntroduceerd om de beperkingen van vezellasers aan te pakken, kan het nog steeds niet tippen aan de prestaties van CO₂ laserstralen.

Naast lasstalen materialen zijn recentelijk ook materialen zoals chroom-mangaan gelegeerd staal en aluminiumlegeringen die moeilijk te lassen zijn, zijn in opkomst. Sommige van deze materialen hebben een hoog smeltpunt en een hoge lichtreflectie, wat een hoge lasbaarheid vereist. laservermogen om te lassen.

Materiaal oppervlaktebehandeling

CO₂ lasers worden voornamelijk gebruikt voor oppervlaktebehandeling door lasercladding. Hoewel dit ook kan met halfgeleiderlasers, was dit voor de komst van krachtige halfgeleiderlasers niet mogelijk, laserbekleding was grotendeels het domein van CO₂ lasers.

Lasercladding wordt op grote schaal gebruikt in diverse industriële sectoren, zoals mallen, hardware, mijnbouwmachines, mechanische spindels, lucht- en ruimtevaart, offshore-apparatuur en zelfs nieuwe civiele producten.

CO₂ lasers hebben een aanzienlijk kostenvoordeel ten opzichte van halfgeleiderlasers, waardoor CO₂ laserbekleding een populaire optie.

In de metaalverwerking wordt CO₂ lasers hebben te maken met concurrentie van fiber lasers en halfgeleiderlasers. Bijgevolg zal de toekomstige toepassing van CO₂ lasers zal zich waarschijnlijk richten op niet-metalen materialen, waaronder glas, keramiek, stof en leer, hout, kunststof en polymeren.

Aangepaste toepassingen voor speciale gebieden

De aard van de CO₂ laserstraal biedt een groot potentieel voor aangepaste speciale toepassingen, zoals de verwerking van polymeren, kunststoffen, keramiek, enz. CO₂ lasers kunnen polymeermaterialen zoals ABS, PMMA, PP enzovoort op hoge snelheid snijden.

Door gebruik te maken van geavanceerde CO₂ lasers met geoptimaliseerde optische patronen en optische padontwerpen is het mogelijk om een perfectere punt te vormen, waardoor het door warmte beïnvloede gebied wordt verkleind en hoogwaardige producten van mobiele telefoonfolie zoals PET-beschermfolie en displaypanelen kunnen worden gesneden.

De unieke voordelen van CO₂ lasersnijtechnologie maakt het meer geschikt voor precisiefilmsnijden dan UV-lasersnijtechnologie en voldoet het beter aan de behoeften van precisieverwerking in de IT-industrie.

Medisch atoepassingen

In de jaren negentig van de vorige eeuw werden met hoge energie gepulste medische apparaten, zoals ultragepulste CO₂ lasertherapiemachines op en werden met succes toegepast in veeleisende toepassingen, met name op het gebied van laseresthetica. Deze ontwikkeling heeft een veelbelovende toekomst.

CO₂ Laser-geassisteerde diepe sclerectomie, kortweg CLASS, is een niet-penetrerende en niet-subjunctivale follikelafhankelijke procedure die de intraoculaire druk verlaagt via het trabeculaire meshwork, de diepe sclera en de choroïdale drainage van waterige vloeistof.

Deze innovatieve procedure heeft weinig intraoperatieve en postoperatieve complicaties, is niet-filtratie follikelafhankelijk en heeft geen postoperatieve littekenvorming tot gevolg. Het is eenvoudig, heeft een korte leercurve, is gemakkelijk onder de knie te krijgen en is zeer effectief in de klinische praktijk.