Innovative Anwendungen von Lasergeräten in der Fertigungsindustrie

Die innovative Anwendung vonLaserausrüstungin der Fertigungsindustrie spiegelt sich hauptsächlich in der Optimierung und Verbesserung traditioneller Fertigungsmethoden wider, beispielsweise in der Verbesserung von Präzision, Effizienz und Flexibilität. Durch Laserschneiden, Schweißen, Markieren, Gravieren und andere Technologien kann eine Feinbearbeitung verschiedener Materialien erreicht werden, um den Anforderungen hochwertiger, personalisierter Produkte gerecht zu werden. Gleichzeitig fördert die Laserausrüstung auch die Forschung und Entwicklung sowie die Anwendung neuer Materialien und neuer Prozesse und gibt damit starke Impulse für die nachhaltige Entwicklung der Fertigungsindustrie.

Lasergeräte sind in der Fertigungsindustrie weit verbreitet und werden ständig weiterentwickelt. Hier einige Beispiele für innovative Anwendungen:
1. Laserschneiden: Laserschneiden ist eine Bearbeitungsmethode, bei der Laserstrahlen mit hoher Leistungsdichte zum Schneiden von Materialien verwendet werden. Diese Technologie ist präziser als jedes andere Verfahren und bringt daher viele Vorteile für die spätere Montage. Beispielsweise wurden in der Schiffbauindustrie Teile mit Plasma geschnitten und dann durch Hämmern in Form gebracht, um den Anforderungen an die Montagegenauigkeit zu entsprechen. Nach der Installation des Laserschneiders wurde die Produktion jedoch deutlich ruhiger.
2. Laserschweißen: Automatisierte Laserschweißgeräte werden häufig bei der Herstellung verschiedener Produkte wie Automobile, Hochgeschwindigkeitsschienen, Schiffe, Flugzeuge und Raketen eingesetzt. Beispielsweise wird im Automobilbau seit den 1980er-Jahren das Laserschweißen im Karosserierohbau eingesetzt.
3. Laserbeschriftung: In der Fertigung ist die Laserbeschriftung eine Technologie, bei der mithilfe von Laserstrahlen relevante Informationen auf Produkten markiert werden.
4. Lasergravur: Bei der Lasergravur handelt es sich um eine Technologie, bei der mithilfe eines Laserstrahls Grafiken oder Text in die Oberfläche eines Materials eingraviert werden.
5. Laser-Mikro-Nano-Bearbeitung: Als berührungsloses Bearbeitungsverfahren bietet der Laser einzigartige Vorteile bei der Mikro-Nano-Bearbeitung. Es kann zur Herstellung ultrakleiner Teile verwendet werden, was für die Herstellung von Präzisionsinstrumenten und elektronischen Geräten sehr wichtig ist.
6. Laser-3D-Druck: Auch im Bereich der Makrofertigung hat der Laser-3D-Druck breite Entwicklungsperspektiven. Es kann schnell und präzise komplexe dreidimensionale Strukturen erzeugen.

A. Laserschneiden und -schweißen
Laserschneiden und -schweißen sind zwei wichtige Anwendungen von Lasergeräten in der Fertigungsindustrie, jede mit einzigartigen Vorteilen und Einsatzmöglichkeiten.
1. Laserschneiden: Dies ist eine Bearbeitungsmethode, bei der Laserstrahlen mit hoher Leistungsdichte zum Schneiden von Materialien verwendet werden. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
- Hohe Genauigkeit: Die Positionierungsgenauigkeit erreicht 0,05 mm und die Wiederholgenauigkeit beträgt 0,02 mm.
- Schmaler Spalt: Da der Laserstrahl auf einen sehr kleinen Punkt fokussiert werden kann und im Fokus eine sehr hohe Leistungsdichte erreicht wird, ist der Spalt sehr schmal.
- Glatte Schnittfläche: Es gibt keinen Grat auf der Schnittfläche und die Oberflächenrauheit des Schnitts wird im Allgemeinen innerhalb von Ral2,5 kontrolliert.
- Schnelle Geschwindigkeit: Die Schnittgeschwindigkeit kann 10 m/min erreichen, und die maximale Positionierungsgeschwindigkeit kann 70 m/min erreichen, was viel schneller ist als beim Drahtschneiden.
- Gute Schnittqualität: berührungsloses Schneiden, die Schneidkante wird kaum durch Hitze beeinflusst, es kommt grundsätzlich zu keiner thermischen Verformung des Werkstücks und das Durchhängen, das beim Stanzen und Scheren des Materials entsteht, wird vollständig vermieden, und die Schnittnaht im Allgemeinen erfordert keine Nachbearbeitung.
- Keine Beschädigung des Werkstücks: Der Laserschneidkopf kommt nicht mit der Materialoberfläche in Kontakt, sodass das Werkstück nicht zerkratzt wird. Darüber hinaus kann das Laserschneiden Präzisionsfertigung, flexibles Schneiden, Sonderformbearbeitung, einmaliges Umformen usw. realisieren und so viele Probleme lösen, die mit herkömmlichen Methoden nicht gelöst werden können.

2. Laserschweißen: Dies ist eine Technologie, bei der Metallmaterialien mithilfe eines Laserstrahls miteinander verbunden werden. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
- Schnelle Geschwindigkeit, große Tiefe und geringe Verformung.
- Kann bei Raumtemperatur oder unter besonderen Bedingungen geschweißt werden und die Schweißausrüstung ist einfach zu installieren.
- Es kann feuerfeste Materialien wie Titan, Quarz usw. schweißen und auch heterogene Materialien mit guten Ergebnissen schweißen.
- Nachdem der Laser fokussiert ist, ist die Leistungsdichte hoch. Beim Schweißen von Hochleistungsgeräten kann das Seitenverhältnis 5:1 und bis zu 10:1 erreichen.
- Mikroschweißen möglich. Der Laserstrahl kann nach der Fokussierung einen sehr kleinen Punkt erreichen und genau positioniert werden. Es kann beim Montageschweißen von Mikro- und Kleinwerkstücken eingesetzt werden, die in großen Stückzahlen für die automatisierte Produktion hergestellt werden.
- Es kann unzugängliche Teile schweißen und berührungsloses Fernschweißen durchführen, was eine große Flexibilität bietet. Darüber hinaus bietet die Laserschweißtechnologie auch die Vorteile einer hohen Energiedichte, hoher Geschwindigkeit, hoher Präzision und Berührungsfreiheit und wird häufig in der industriellen Fertigung, Luft- und Raumfahrt, Medizin und anderen Bereichen eingesetzt.

B. Lasermarkierung und -gravur
Lasermarkierung und -gravur sind zwei weitere wichtige Anwendungen von Lasergeräten in der Fertigungsindustrie, jede mit einzigartigen Vorteilen und Einsatzmöglichkeiten.
1. Laserbeschriftung: Hierbei handelt es sich um ein modernes Präzisionsbearbeitungsverfahren. Im Vergleich zu herkömmlichem Drucken, mechanischem Ritzen, EDM und anderen Methoden bietet es die Vorteile von Wartungsfreiheit, hoher Flexibilität und hoher Zuverlässigkeit. Bei der Lasermarkierung werden hauptsächlich Laser mit hoher Energiedichte verwendet, um lokale Mikrobereiche auf der Oberfläche des Materials zu verändern, was zu chemischen Veränderungen in den Substanzen auf der Oberfläche führt und dadurch die erforderlichen Muster, Texte, Marken und andere Informationen anzeigt. Diese Technologie hat ein breites Anwendungsspektrum, wie z. B. den Druck von Typenschildern, Visitenkarten, Logos usw., und kann zur Oberflächenbehandlung von Metall, Stein, Holz, Stoff, Kunststoff, Papier, Glas und anderen Materialien eingesetzt werden.

2. Lasergravur: Im Gegensatz zur Lasermarkierung ist die Lasergravur ein Prozess, der relativ mehr Laserleistung erfordert. Bei diesem Prozess schmilzt und verdampft der Laserstrahl das Material, um Lücken in der gewünschten Form zu erzeugen. Typischerweise geht bei der Lasergravur der Materialabtrag mit einer Verdunkelung der Oberfläche einher, was zu einer sichtbaren Gravur mit kontrastreichen Markierungen führt. Diese Technik kann auf Materialien wie Kunststoff, Stahl, Glas, Holz und sogar Leder angewendet werden und ist die häufigste Wahl für diejenigen, die einen industriellen Touch wünschen, wenn sie mit den Fingern über gravierte Bereiche gleiten.

C. Laser-Oberflächenbehandlung
Zu den innovativen Anwendungen von Lasergeräten in der Laseroberflächenbehandlung gehören hauptsächlich das Laserabschrecken und das Laserauftragschweißen.
1. Laserabschrecken: Hierbei handelt es sich um eine Technologie, die einen Hochenergielaser als Wärmequelle nutzt, um die Metalloberfläche schnell zu erwärmen und abzukühlen und den Abschreckvorgang sofort abzuschließen. Diese Technologie kann eine ultrafeine Martensitstruktur mit hoher Härte erhalten, die Härte und Verschleißfestigkeit der Metalloberfläche verbessern und Druckspannungen auf der Oberfläche erzeugen, um die Ermüdungsbeständigkeit zu verbessern. Im Vergleich zu herkömmlichen Abschreckmethoden kann das Laserabschrecken nicht nur die Härte und Verschleißfestigkeit von Metallteilen verbessern, sondern auch deren Ermüdungsbeständigkeit verbessern und die Lebensdauer verlängern. Darüber hinaus ist der Wärmeeintrag beim Laserabschrecken gering, die Wärmeeinflusszone auf dem Grundmaterial ist klein und es ist nicht leicht, eine Verformung des Grundmaterials zu verursachen, was sich positiv auf die Aufrechterhaltung der Genauigkeit und Maßhaltigkeit des Werkstücks auswirkt .

2. Laserauftragschweißen: Hierbei handelt es sich um eine Oberflächenbehandlungstechnologie, bei der hochenergetische Laserstrahlen zum Aufschmelzen von Beschichtungsmaterialien auf die Oberfläche des Substrats eingesetzt werden, um eine Legierungsschicht mit besonderen Eigenschaften zu bilden. Diese Technologie kann die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und andere Eigenschaften der Substratoberfläche verbessern und dadurch die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Produkts erhöhen. Im Vergleich zu herkömmlichen Oberflächenbehandlungsmethoden wie Galvanisieren und Sprühen bietet das Laserauftragschweißen die Vorteile eines einfachen Prozesses, einer hohen Effizienz und eines Umweltschutzes.

D. Laser-Mikro-Nano-Bearbeitung
Die innovativen Anwendungen von Lasergeräten in der Laser-Mikro-Nano-Bearbeitung sind umfangreich und decken viele Bereiche ab. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie wurde die Laser-Mikro-Nano-Bearbeitungstechnologie kontinuierlich optimiert, um schrittweise den Anforderungen der Präzisionsfertigung in verschiedenen Bereichen gerecht zu werden.
1. Luft- und Raumfahrtindustrie: Die Laser-Mikro-Nano-Bearbeitung wird häufig bei der Herstellung von Einspritzdüsen für Flugzeugtriebwerke, Luftfilmlöchern für Turbinenschaufeln usw. eingesetzt. Der Leichtbautrend zukünftiger Flugzeuge wird die Anwendung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen fördern und die Entwicklung von weiter vorantreiben Mikro-Nano-Verarbeitungstechnologie.
2. Verarbeitung spröder Materialien: In 3C- und 5G-bezogenen Industrien nehmen die Härte und Sprödigkeit von Materialien wie Glas und Keramik zu und herkömmliche Verarbeitungsmethoden können die Nachfrage nicht mehr decken. Mit ihren Vorteilen hoher Effizienz und Präzision ist die Laser-Mikro-Nano-Bearbeitung zur ersten Wahl geworden, um herkömmliche Bearbeitungsmethoden zu ersetzen. Es kann alle Laserbearbeitungsprozesse wie Laserschneiden, Bohren, Schweißen, Markieren, Mikro-Nano-Strukturieren und Entfernen realisieren.
3. Flexible Materialbearbeitung: Für flexible Materialien ist die hochpräzise Laser-Mikro-Nano-Bearbeitung in großem Maßstab zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden, mit dem alle Laserbearbeitungsprozesse wie Laserschneiden, Bohren, Schälen, Markieren, Glühen und Entfernen realisiert werden können.
4. Elektronikindustrie: Die Forschungsgruppe des Forschers Yang Liang am Suzhou Institute for Advanced Study an der Universität für Wissenschaft und Technologie in China hat eine neue Methode für die Mikro-Nano-Herstellung von Metalloxid-Halbleiterlasern entwickelt, die den Laserdruck von ZnO-Halbleiterstrukturen mit Sub ermöglicht -Mikron-Präzision und deren Kombination mit Die Kombination des Metalllaserdrucks hat erstmals das integrierte Laser-Direktschreiben mikroelektronischer Komponenten und Schaltkreise wie Dioden, Transistoren, Memristoren und Verschlüsselungsschaltungen verifiziert und damit die Anwendungsszenarien von Lasermikro- Nanoverarbeitung bis hin zur Mikroelektronik.
5. Display-Panel-Industrie: Die Nachfrage nach Vollbild-, 8K-Bildschirmen mit hoher Auflösung sowie gebogenen und faltbaren Bildschirmen wächst von Tag zu Tag, und Panels entwickeln sich in Richtung Displays mit hoher Dichte und flexiblen Materialien, was zu einer enormen Marktnachfrage nach Lasern geführt hat Mikro-Nano-Verarbeitung. Diese Technologie hat sich beim flexiblen OLED-Bildschirmschneiden und bei der Laserreparatur am Markt bewährt.

E. Laser-3D-Druck
Der innovative Einsatz von Lasergeräten im Laser-3D-Druck ist sehr umfangreich und hat in vielen Bereichen bemerkenswerte Ergebnisse erzielt.
1. Laserauftragstechnologie: Hierbei handelt es sich um eine Fertigungsmethode, bei der Materialien Schicht für Schicht geschmolzen und aufgetragen werden, wodurch die Herstellung komplex geformter dreidimensionaler Objekte ermöglicht wird. Der Druckkopf extrudiert Filamente, sintert sie beim Extrudieren mit dem Laser und legt sie auf der Bauteilplattform ab; Oder der Druckkopf extrudiert Tröpfchen, die feine Metallpartikel enthalten, und versintert sie beim Extrudieren der Tröpfchen mit einem Laser. Auf der Plattform werden die Bauteile gestapelt und geformt. Diese Technologie findet breite Anwendung in der industriellen Fertigung, im Gesundheitswesen, in der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen.
2. Popularisierung der Anwendung von Haushaltslasern: In den letzten Jahren hat sich die Qualität von Haushaltslasern erheblich verbessert. Beispielsweise wurden kleine 3D-Drucker aus Metall wie Dentalgeräte durch Haushaltsdrucker ersetzt, und auch der Gesamtpreis der Geräte ist deutlich gesunken.
3. Entwicklung spezieller Faserlaser: Wuhan Raycus Laser hat eine Reihe spezieller Faserlaser für den 3D-Druck auf den Markt gebracht, das Leistungsüberwachungssystem optimiert, Moden höherer Ordnung effektiv unterdrückt und eine äußerst stabile Laserleistung mit hoher Strahlqualität erreicht kompaktere Struktur.
4. Durchbruch in der 3D-Nanodrucktechnologie: Das Forschungsteam von Professor Sun Hongbo und außerordentlichem Professor Lin Linhan von der Abteilung für Präzisionsinstrumente der Tsinghua-Universität schlug eine neue Nanopartikel-Laser-3D-Drucktechnologie vor, die neue Druckprinzipien und -mechanismen nutzt, um eine 3D-Nanodrucktechnologie zu ermöglichen mehr Viele magische Eigenschaften. Es wird erwartet, dass diese Technologie die Auflösung von VR-Anzeigen verbessert und neue Möglichkeiten für die Entwicklung der Virtual-Reality-Technologie bietet.

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