1. सामग्री बनाम लेजर तरंग दैर्ध्य
1960 में पहली लेज़र के जन्म के बाद से, 60 से अधिक वर्षों के विकास के बाद, लेज़र, सबसे तेज़ और सबसे सटीक चाकू के रूप में, धीरे-धीरे हमारे जीवन में उपयोग किया जाने लगा है।लेज़र को जीव विज्ञान, चिकित्सा उपचार और निदान, और फार्मास्युटिकल विज्ञान के साथ जोड़ा गया है, और धीरे-धीरे लेज़र उपचार, लेज़र सर्जरी और लेज़र निदान जैसे पहलुओं में दैनिक जीवन में प्रवेश किया है।उपकरण निर्माण के क्षेत्र में, उच्च-शक्ति वाले लेजर उपकरण काटने, वेल्डिंग, मापने, अंकन और विमानन, एयरोस्पेस, ऑटोमोबाइल, हाई-स्पीड रेल और जहाजों जैसे उच्च-स्तरीय उपकरण निर्माण क्षेत्रों के अन्य पहलुओं में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। .बारीक माइक्रोमशीनिंग के संदर्भ में, अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर ड्रिलिंग, उत्कीर्णन, ग्रूविंग, सतह बनावट, सतह संशोधन, ट्रिमिंग, सफाई और फोटोवोल्टिक, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले, सेमीकंडक्टर, एलईडी, ओएलईडी और अन्य क्षेत्रों के अन्य पहलुओं में एक अपूरणीय भूमिका निभाते हैं।भूमिका।सेमीकंडक्टर पंप प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, 1um तरंग दैर्ध्य निकट-अवरक्त लेजर ने, विकास के वर्षों के बाद, एक पूर्ण औद्योगिक श्रृंखला बनाई है और औद्योगिक प्रसंस्करण अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण स्थान पर कब्जा कर लिया है।विशेष रूप से, 1um निकट-अवरक्त फाइबर लेजर अपनी व्यापक पावर कवरेज, उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता, स्थिरता और विश्वसनीयता के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला लेजर प्रकार बन गया है।लोहा और एल्यूमीनियम के बाद तांबा दुनिया में तीसरी सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली धातु है।तांबा सामग्री आधुनिक औद्योगिक प्रसंस्करण में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली धातु सामग्री में से एक है।तांबा उद्योग श्रृंखला की टर्मिनल मांग संरचना 30 से अधिक उप-क्षेत्रों को कवर करती है, जैसे एयरोस्पेस, हाई-स्पीड ट्रेन, बुद्धिमान टर्मिनल उत्पाद, इलेक्ट्रॉनिक संचार और ऑटोमोबाइल, और उच्च-अंत औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए मुख्य बेंचमार्क है।वर्तमान में बड़े पैमाने पर उपयोग किए जाने वाले 1 माइक्रोन बैंड इन्फ्रारेड फाइबर लेजर में तांबे के कमजोर अवशोषण के कारण तांबे की सामग्री के प्रसंस्करण में बड़े छींटे और अनियंत्रित प्रवेश गहराई जैसी कमियां हैं।चित्र 1 विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लेजर के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली धातु सामग्री के अवशोषण वक्र को दर्शाता है।यह देखा जा सकता है कि विभिन्न धातुओं द्वारा लेजर की अवशोषण दर अलग-अलग तरंग दैर्ध्य पर बहुत भिन्न होती है।चित्र 2 अकेले धात्विक तांबे के लिए विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण दर तुलना वक्र दिखाता है।कमरे के तापमान पर, तांबे की निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य (लगभग 1 माइक्रोन) की अवशोषण दर 5% से कम है, इसलिए तांबे की सामग्री को संसाधित करने के लिए अवरक्त प्रकाश का उपयोग करना बेहद अक्षम है।लेज़र का 95% भाग परावर्तित हो जाएगा और लेज़र को भी नुकसान पहुँचेगा;हरे प्रकाश तरंग दैर्ध्य (515 एनएम और 532 एनएम) पर तांबे की अवशोषण दर 40% से अधिक है।सामग्री की लेजर तरंग दैर्ध्य की चयनात्मकता स्वयं यह निर्धारित करती है कि अत्यधिक परावर्तक सामग्री के सटीक प्रसंस्करण के लिए सबसे आदर्श तरंग दैर्ध्य एक छोटी तरंग दैर्ध्य (≤700nm) है।
पराबैंगनी लेजर की छोटी तरंग दैर्ध्य की तुलना में, सामग्री विज्ञान की वर्तमान बाधा सीमा स्थिर उच्च-शक्ति पराबैंगनी लेजर आउटपुट की प्राप्ति का समर्थन नहीं कर सकती है।एक सौ वाट से अधिक के पराबैंगनी लेजर अत्यंत दुर्लभ हैं।इसके विपरीत, विभिन्न देशों के वैज्ञानिकों के प्रयासों से, वाणिज्यिक ग्रीन लेजर ने हाल के वर्षों में काफी प्रगति की है।जर्मनी के TRUMPF और संयुक्त राज्य अमेरिका के IPG ने डिस्क लेजर तकनीक और फाइबर लेजर तकनीक के माध्यम से क्रमशः 3 किलोवाट और 1 किलोवाट से अधिक का अल्ट्रा-हाई पावर ग्रीन लाइट आउटपुट प्राप्त किया है।उच्च-शक्ति निरंतर हरे प्रकाश लेजर वर्तमान औद्योगिक अनुप्रयोगों में दो महत्वपूर्ण समस्याओं में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं: 3डी प्रिंटिंग और तांबे की सामग्री की सटीक वेल्डिंग।
2. उच्च शक्ति वाली हरी बत्ती के अनुप्रयोग की संभावनाएँ और लाभ
2021 में 14वीं चीन अंतर्राष्ट्रीय बैटरी प्रौद्योगिकी प्रदर्शनी में, जर्मनी के TRUMPF ने अपने 3-किलोवाट उच्च-शक्ति निरंतर ग्रीन लाइट डिस्क लेजर की शुरुआत की।इस उत्पाद की औसत उत्पादन शक्ति 3 किलोवाट तक है, जो वर्तमान ग्रीन लेजर श्रृंखला में सबसे मजबूत शक्ति का प्रतिनिधित्व करती है और तांबे और एल्यूमीनियम जैसी अत्यधिक परावर्तक सामग्री की वेल्डिंग के लिए बहुत उपयुक्त है।विशेष रूप से नई ऊर्जा वाहन पावर बैटरियों द्वारा प्रतिनिधित्व किए जाने वाले लिथियम बैटरी उद्योग में, TRUMPF ग्रीन लेजर (1000-3000W) लगभग बिना किसी छींटे और सटीक और नियंत्रणीय पैठ के साथ तांबे की पन्नी की 120 परतों तक वेल्ड कर सकते हैं।इसके अलावा, उच्च शक्ति वाली हरी रोशनी का शुद्ध तांबे की सामग्री के 3डी प्रिंटिंग अनुप्रयोगों में भी उत्कृष्ट लाभ है।वर्तमान में, चीन में उच्च-शक्ति वाले हरे लेज़रों में अभी भी अंतर है।
2.1 उच्च-प्रतिबिंब धातु वेल्डिंग
तांबे की सामग्रियों की उत्कृष्ट विद्युत चालकता के कारण, लिथियम बैटरी उद्योग में तांबे की सामग्रियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से नई ऊर्जा वाहन पावर बैटरी में।वर्तमान में, मुख्यधारा अभी भी तांबे की वेल्डिंग के लिए उच्च-शक्ति अवरक्त फाइबर लेजर का उपयोग करती है।इन्फ्रारेड बैंड की तुलना में, हरी रोशनी का उपयोग करके तांबे की वेल्डिंग अधिक कुशल है और इसमें लगभग कोई छींटे नहीं हैं।स्प्लैश बैटरी प्रसंस्करण के लिए घातक है, और स्प्लैश बैटरी की उत्पादन सुरक्षा, प्रदर्शन और जीवन को प्रभावित करेगा।
चित्र 3 तांबे द्वारा 1064 एनएम इन्फ्रारेड लेजर के अवशोषण को दर्शाता है।जैसा कि चित्र 3 से देखा जा सकता है, जैसे-जैसे पिघलने का तापमान 0 से 1400K तक बढ़ता है, तांबे का अवरक्त प्रकाश का अवशोषण धीरे-धीरे 5% से बढ़कर लगभग 10% हो जाता है;जब तांबा पिघलने बिंदु (1400K) तक पहुंच जाता है, तो अवरक्त बैंड लेजर की तांबे की अवशोषण दर चरणबद्ध रूप से 10% से बढ़कर लगभग 17% हो जाएगी, और फिर जैसे-जैसे तापमान बढ़ता रहेगा, अवशोषण दर धीरे-धीरे बढ़ेगी।पिघलने बिंदु के आसपास अवशोषण क्षमता में इस अचानक परिवर्तन के कारण कुछ पिघला हुआ पदार्थ छींटों के रूप में बाहर निकल सकता है, और छोटे छिद्र भी ढह सकते हैं, जिससे पूरी प्रक्रिया को फिर से शुरू करना पड़ सकता है।विशेष रूप से लिथियम बैटरी की बैक-एंड प्रक्रिया वेल्डिंग के लिए, वेल्डिंग उपज का बैटरी की लागत पर सीधा प्रभाव पड़ता है।
चित्र 4 विभिन्न तापमानों पर विभिन्न तरंग दैर्ध्य (अवरक्त, हरी और नीली रोशनी) के लिए तांबे के अवशोषण वक्र को दर्शाता है।चित्र में हरी रेखाएँ 20°C (ठोस अवस्था) और 1600°C (पिघली हुई अवस्था) पर तांबे द्वारा हरे प्रकाश की अवशोषण दर को दर्शाती हैं।20°C के कमरे के तापमान पर, जब तांबा ठोस अवस्था में होता है, तो हरे प्रकाश बैंड में इसकी अवशोषण दर लगभग 40% होती है।हालाँकि, जब तापमान 1600°C तक बढ़ जाता है और तांबा पिघली हुई अवस्था में होता है, तो अवशोषण दर लगभग 5% कम हो जाती है।अर्थात् तांबे के पिघलने के बाद हरे प्रकाश का अवशोषण थोड़ा कम हो जाता है।यह सुविधा तांबे की मशीनिंग करते समय स्थिर छेद और वस्तुतः शून्य छींटे प्राप्त करने में मदद करती है।यह इन्फ्रारेड लेजर वेल्डिंग की तुलना में ग्रीन-लाइट लेजर वेल्डिंग का स्पष्ट लाभ है।
2.2 शुद्ध तांबे की सामग्री की 3डी प्रिंटिंग
तांबे की सामग्री का उपयोग इसकी उत्कृष्ट तापीय चालकता, विद्युत चालकता और अन्य उत्कृष्ट गुणों के कारण उच्च-स्तरीय विनिर्माण में व्यापक रूप से किया जाता है।उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस, हाई-स्पीड ट्रेनों, ऑटोमोबाइल उद्योग और अन्य क्षेत्रों में, शुद्ध तांबे की सामग्री 3 डी प्रिंटिंग तकनीक के लिए प्रत्यक्ष अनुप्रयोग की मांग है।
धातु सामग्री की 3डी प्रिंटिंग के लिए लेजर प्रकाश स्रोत वर्तमान में मुख्य रूप से 1um निकट-अवरक्त सिंगल-मोड फाइबर लेजर का उपयोग करता है।1um निकट-अवरक्त एकल-मोड फाइबर लेजर में तांबे की सामग्री के अवशोषण गुणांक के कारण कम अवशोषण गुणांक का नुकसान होता है, और तापमान के साथ एक बड़ा प्रभाव होता है, जिसके परिणामस्वरूप मुद्रित नमूनों की कम घनत्व और खराब प्रक्रिया मजबूती होती है।ग्रीन लेजर, अत्यधिक परावर्तक धातु सामग्री की 3डी प्रिंटिंग के लिए सर्वोत्तम प्रकाश स्रोत के रूप में, संबंधित समस्याओं को प्रभावी ढंग से हल कर सकता है और शुद्ध तांबे की सामग्री की 3डी प्रिंटिंग के लिए 99.95% से अधिक घनत्व प्राप्त कर सकता है।
3. OUHK लेजर से उच्च-शक्ति निरंतर सिंगल-मोड हरी रोशनी
शेन्ज़ेन गोंगडा लेजर कंपनी लिमिटेड मुख्य रूप से "उन्नत लघु-तरंग दैर्ध्य फाइबर लेजर" और "लेजर सटीक प्रसंस्करण समाधान" के अनुसंधान और विकास, उत्पादन और बिक्री में लगी हुई है।यह एक कंपनी है जो मध्यम और उच्च शक्ति लघु-तरंग दैर्ध्य (हरा और पराबैंगनी) फाइबर लेजर के अनुसंधान और विकास, उत्पादन पर ध्यान केंद्रित करती है।और एप्लिकेशन सॉल्यूशंस लेजर इंक। वर्तमान मुख्य उत्पाद 50-500W हाई-पावर सिंगल-मोड ग्रीन लेजर और 100-1000W MOPA सिंगल-मोड स्पंदित फाइबर लेजर हैं।OUHK लेजर उच्च-शक्ति शॉर्ट-वेवलेंथ फाइबर लेजर के अनुसंधान और विकास पर ध्यान केंद्रित कर रहा है, और 500W सिंगल-मोड ग्रीन लेजर: GCL-500 लॉन्च करने का बीड़ा उठाया है, जिसका उपयोग अत्यधिक परावर्तक धातु 3D प्रिंटिंग और परिशुद्धता के लिए किया जा सकता है। वेल्डिंग.GCL-500 ग्रीन लाइट लेजर एक ऑल-फाइबर फंडामेंटल फ्रीक्वेंसी प्लस एक्स्ट्राकैविटी फ्रीक्वेंसी डबलिंग सॉल्यूशन को अपनाता है, जो 500W से अधिक का सिंगल-मोड निरंतर ग्रीन लाइट आउटपुट प्राप्त करता है, जो इस प्रकार के उत्पाद में घरेलू अंतर को भरता है।
4. लघु-तरंगदैर्ध्य और उच्च-शक्ति लेजर के उन्नत अनुप्रयोग के लिए प्रतिबद्ध
GCL-500 निरंतर सिंगल-मोड ग्रीन लेजर में अच्छी आउटपुट पावर स्थिरता, उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता और अत्यधिक परावर्तक सामग्री, विशेष रूप से तांबे के लिए उच्च अवशोषण दर है, जो इसे शुद्ध तांबे की सामग्री की 3 डी प्रिंटिंग के लिए आशाजनक बनाती है।आगे एक स्थानिक मॉड्यूलेटर जोड़कर, उच्च गति मॉड्यूलेशन आवृत्ति के साथ स्पंदित हरी रोशनी भी प्राप्त की जा सकती है, जिससे अत्यधिक प्रतिबिंबित सामग्री के सटीक काटने और वेल्डिंग में भी व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं होती हैं।GCL-500 निरंतर सिंगल-मोड ग्रीन लेजर फ्री-स्पेस आउटपुट का उपयोग करता है, जो उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता सुनिश्चित करने में मदद करता है।लेजर ऑप्टिकल फाइबर से जुड़ी एक लचीली ट्रांसमिशन विधि भी प्रदान कर सकता है, जो स्वचालित नियंत्रण से अधिक आसानी से मेल खा सकता है और उच्च-परावर्तक सामग्री वेल्डिंग प्रक्रियाओं में उपयोग किया जा सकता है।लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया के दीर्घकालिक अन्वेषण के बाद, यह दिखाया गया है कि विभिन्न ऊर्जा वितरण के साथ आउटपुट स्पॉट (बीम आकार देने) का उपयोग करके बेहतर वेल्डिंग परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं।इसके अलावा, OULD लेजर के GCL-500 सिंगल-मॉड्यूल सिंगल-मोड ग्रीन लेजर के आधार पर, यह मल्टी-मॉड्यूल स्पेस या फाइबर बीम संयोजन भी कर सकता है।एक ओर, लचीली किरण ऊर्जा वितरण के साथ हरी रोशनी का उत्पादन प्राप्त किया जा सकता है;दूसरी ओर, कई किलोवाट या यहां तक कि हजारों वाट का निरंतर फाइबर-ऑप्टिक ग्रीन लाइट आउटपुट प्राप्त किया जा सकता है, जो उच्च गुणवत्ता, उच्च दक्षता और उच्च उपज वाली लेजर वेल्डिंग के लिए कोर हाई-एंड लेजर वेल्डिंग क्षमताएं प्रदान करता है।शक्तिशाली लघु तरंग दैर्ध्य प्रकाश स्रोत।निरंतर उच्च शक्ति वाली ग्रीन लेजर तांबे की सामग्रियों के प्रसंस्करण और अनुप्रयोग के लिए एक प्रभावी समाधान प्रदान कर सकती है, और शुद्ध तांबे की 3 डी प्रिंटिंग और उच्च-परावर्तक धातु परिशुद्धता वेल्डिंग में चमकने की उम्मीद है।