Mit der Entwicklung der Halbleiterchiptechnologie und der optischen Technologie wurde die Ausgangsleistung von Halbleiterlasern kontinuierlich verbessert, die Strahlqualität deutlich verbessert und mehr Anwendungen im industriellen Bereich gewonnen. Derzeit haben industrielle Hochleistungs-Halbleiterlaser hinsichtlich Ausgangsleistung und Strahlqualität die von lampengepumpten YAG-Lasern übertroffen und liegen nahe an halbleitergepumpten YAG-Lasern. Halbleiterlaser wurden nach und nach zum Kunststoffschweißen, Plattieren und Legieren, zur Oberflächenwärmebehandlung, zum Metallschweißen usw. eingesetzt und haben auch beim Markieren, Schneiden und anderen Aspekten einige Anwendungsfortschritte erzielt.
1. Laser-Kunststoffschweißen
Der Strahl eines Halbleiterlasers ist ein Strahl mit flacher Spitze und die räumliche Verteilung der Lichtintensität im Querschnitt ist relativ gleichmäßig. Im Vergleich zum Strahl des YAG-Lasers kann der Strahl des Halbleiterlasers bei Kunststoffschweißanwendungen eine bessere Schweißkonsistenz und Schweißqualität erzielen und das Schweißen mit breiten Schlitzen durchführen. Der Leistungsbedarf von Halbleiterlasern für Kunststoffschweißanwendungen ist nicht hoch, im Allgemeinen 50 bis 700 W, die Strahlqualität beträgt weniger als 100 mm/mrad und die Punktgröße beträgt 0,5 bis 5 mm. Durch das Schweißen mit dieser Technik wird die Oberfläche des Werkstücks nicht beschädigt, die lokale Erwärmung verringert die thermische Belastung der Kunststoffteile, kann eine Beschädigung der eingebetteten elektronischen Komponenten vermeiden und ein Schmelzen des Kunststoffs besser verhindern. Durch die Optimierung von Rohstoffen und Pigmenten können beim Laser-Kunststoffschweißen unterschiedliche synthetische Farben erzielt werden. Derzeit werden Halbleiterlaser häufig zum Schweißen von Komponenten wie versiegelten Behältern, Gehäusen elektronischer Komponenten, Automobilteilen und heterogenen Kunststoffen eingesetzt.
2. Laserauftragschweißen und Oberflächenwärmebehandlung
Die Oberflächenwärmebehandlung oder lokale Beschichtung von Metallteilen mit hohen Anforderungen an Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit ist eine wichtige Anwendung von Halbleiterlasern in der Bearbeitung. International werden Halbleiterlaser eingesetzt fürLaserauftragschweißen und Oberflächenwärme-behandlunghaben eine Leistung von 1 bis 6 kW, eine Strahlqualität von 100 bis 400 mm/mrad und eine Spotgröße von 2 × 2 mm 2 bis 3 × 3 mm 2 oder 1 × 5 mm 2.
Im Vergleich zu anderen Lasern liegen die Vorteile der Beschichtungs- und Oberflächenwärmebehandlung mit Halbleiterlaserstrahlen in einem hohen elektro-optischen Wirkungsgrad, einer hohen Materialabsorption, geringen Wartungskosten, einer rechteckigen Punktform und einer gleichmäßigen Lichtintensitätsverteilung.
Heutzutage werden Halbleiter-Laserbeschichtung und Oberflächenwärmebehandlung in den Bereichen Elektrizität, Petrochemie, Metallurgie, Stahl, Maschinenbau und anderen Industriebereichen weit verbreitet eingesetzt und sind zu einem wichtigen Mittel für die Vorbereitung neuer Materialien, die schnelle und direkte Herstellung von Metallteilen und die umweltfreundliche Wiederaufbereitung fehlerhafter Metallteile geworden.
Bevor Sie eine solche Quelle bereitstellen, stellen Sie sicher, dass Sie dies verstanden habenWie wählt man ein Halbleiterlaser-Netzteil aus?.
3. Lasermetallschweißen
Hochleistungs-Halbleiterlaser finden beim Metallschweißen viele Anwendungen, die vom Präzisionspunktschweißen in der Automobilindustrie über das Wärmeleitungsschweißen von Produktionsmaterialien bis hin zum Axialschweißen von Rohren reichen. Die Qualität ihrer Schweißnähte ist gut und eine Nachbearbeitung ist nicht erforderlich. Der Halbleiterlaser, der für verwendet wirdBlechschweißenerfordert eine Leistung von 300–3000 W, eine Strahlqualität von 40–150 mm/mrad, eine Punktgröße von 0,4–1,5 mm und eine Dicke des Schweißmaterials von 0,1–2,5 mm.
Durch den geringen Wärmeeintrag wird der Verzug der Teile auf ein Minimum reduziert. Hochleistungs-Halbleiterlaser können Hochgeschwindigkeitsschweißungen mit glatten und schönen Schweißnähten durchführen. Es bietet besondere Vorteile hinsichtlich der Arbeitsersparnis beim und nach dem Schweißen und eignet sich hervorragend für die unterschiedlichen Anforderungen des industriellen Schweißens. Es wird nach und nach die traditionellen Schweißmethoden ersetzen.
4. Lasermarkierung
Die Laserbeschriftungstechnik ist eines der größten Anwendungsgebiete der Laserbearbeitung. Zu den derzeit verwendeten Lasern gehören YAG-Laser, CO2-Laser und Halbleiterpumplaser. Aber mit der Verbesserung der Qualität des Halbleiterlaserstrahls, HalbleiterLaserbeschriftungsmaschinenhaben begonnen, im Bereich der Markierung eingesetzt zu werden.
5. Laserschneiden
Der Einsatz von Hochleistungs-Halbleiterlasern im Schneidbereich begann erst spät. Mit Unterstützung des Programms „Modulares Halbleiter-Lasersystem“ (MDS) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung hat das Fraunhofer-Institut in Deutschland einen Halbleiter entwickeltLaserschneidmaschinemit einer Leistung von 800W in 2001. 0.4m/min.