التقدم في صناعة الألياف الضوئية المستمرة المحلية على مستوى الكيلوواط الضوء الأخضر

01: تطوير تطبيقات الطاقة الجديدة

بسبب خصائص عملها قصيرة الطول، ليزر أخضر لها تطبيقات هامة في معالجة دقة الليزر، عرض الليزر، الطب الحيوي، الميكروإلكترونيات، تخزين المعلومات،القياس البصري ومجالات أخرىفي مجال المعالجة الصناعية، لأن المواد المختلفة لديها معدلات امتصاص مختلفة للليزر في نطاقات موجات مختلفة،الاتجاه العام هو أن أقصر طول موجة الليزر، كلما زادت طاقة الفوتون ، وزادت امتصاص المواد المعدنية عالية الانعكاس. النحاس هو ثالث المعدن الأكثر استخدامًا في العالم بعد الحديد والألومنيوم.يستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات الصناعية الراقية، مثل مركبات الطاقة الجديدة، والطيران والفضاء، والقطارات عالية السرعة، والمنتجات النهائية الذكية، والاتصالات الإلكترونية.ليزر الألياف تحت الحمراء بنطاق 1 ميكرون المستخدم حاليا على نطاق واسع لديه امتصاص ضعيف للنحاس، ويتغير معدل الامتصاص بشكل كبير مع درجة الحرارة (4٪ ٪ 17٪). هناك رشات كبيرة ومسام وشقوق في معالجة مواد النحاس. ، والآثار الحرارية الكبيرة، والانتشار غير المنضبط وغيرها من العيوب.في معالجة بطاريات طاقة مركبات الطاقة الجديدة، الرذاذ لن يؤثر فقط على كفاءة لحام مواد النحاس ولكن أيضا يؤثر على سلامة الإنتاج وأداء وعمر البطارية. .
في درجة حرارة الغرفة ، فإن معدل امتصاص النحاس لأطوال موجة الأشعة تحت الحمراء القريبة (حوالي 1 ميكرومتر) أقل من 5٪ ، وهو ما يعادل 95٪ من ضوء الليزر الذي يتم انعكاسه.معدل امتصاص النحاس لطول موجة الضوء الأخضر (515nm أو 532nm) يتجاوز 40%، والتي هي تقريباً أعلى من نظام الكبر من أن النطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة. بالمقارنة مع النطاق الشائع 1 ميكرون أشعة تحت الحمراء القريبة ليزر،طول الموجة القصير من الليزر الأخضر بطبيعة الحال لديه زاوية انقسام شعاع أقل ونقطة تركيز أصغر، لذلك لديها مزايا أكثر في المعالجة.ليزر الألياف الخضراء على أساس تكنولوجيا ليزر الألياف عالية الطاقة المزدهرة حاليا سيكون لها آفاق تطبيق واسعة بسبب قوتها العالية المتوسطة، جودة جيدة للشعاع، واستقرار قوي وغيرها من المزايا.الذي خلق الكثير من عدم اليقين في الاقتصاد العالميالعمليات الاقتصادية المحلية مستقرة بشكل عام، وتباطأ معدل النمو، مما أدى إلى انخفاض الطلب على القدرات الإنتاجية الجديدة.مع دخول التطور السريع لصناعة الطاقة الجديدة إلى مرحلة جديدة، الطلب على مصادر الضوء لحام عالية الجودة، عالية الاستقرار، وكفاءة عالية ترتفع بسرعة.الليزر الخضراء ذات الطاقة العالية جداً من فئة الكيلوواط المحلية قد حسنت كثيراً صناعة الطاقة الجديدة في بلديمن المهم جداً خفض التكاليف بكفاءة وتطويرها بسرعة.

الحالة الحالية للبحث عن ضوء أخضر مستمر بقوة 2 واط

في السنوات الأخيرة، حققت الليزر الخضراء التجارية تقدما كبيرا.حصلت شركة TRUMPF الألمانية وشركة IPG الأمريكية على طاقة عالية للغاية للضوء الأخضر أكثر من 3 كيلوواط و 1 كيلوواط من خلال تكنولوجيا الليزر القرص وتكنولوجيا الليزر بالألياف، على التوالي

في الوقت الحالي ، فقط شينزين أودا ليزر يمكن أن توفر ألياف عالية الطاقة ليزر الضوء الأخضر المستمر في دفعات في الصين. في يونيو 2022,أطلقت شركة OUHK ليزر في المقدمة ليزراً خضراً من الـ 500 واط ذات وضع واحد يمكن استخدامه لمعالجة المعادن عالية الانعكاستم استخدام هذا الليزر في مجموعات في تصنيع بطاريات الطاقة وتطبيقات اللحام والطباعة ثلاثية الأبعاد. في يوليو من نفس العام ، أكملت OUHK Laser نموذجًا أوليًا للضوء الأخضر المستمر بقدرة كيلوواط.في سبتمبر 2023، تم إطلاق الليزر الخضراء المتواصلة ذات الوضع الواحد 1000 واط، والتي تم صياغتها لأكثر من عام، رسمياً في السوق.تم إطلاق إنتاج ألياف مقترنة 1000W/2000W/3000W لليزر الضوء الأخضر متعدد الأوضاع للألياف لحام المواد العاكسة للغاية. توفير حلول أكثر احترافية.
03غونغدا ليزر 1000 واط مستمر إصدار الضوء الأخضر في وضع واحد

البيانات الجزئية من اختبار الضوء الأخضر المستمر لـ 1000W في وضع واحد من OUHK Laser PN: GCL-1000-F-S-W
04 OUHK الليزر 3000W الضوء الأخضر المستمر متعدد الأوضاع

بيانات جزئية من اختبار الضوء الأخضر المتواصل متعدد الأوضاع OUHK Laser 3000W PN المنتج: GCL-3000-B-I-W
التقدم النموذجي لتطبيقات اللحام

يمكن حالياً استخدام الضوء الأخضر المستمر ذو الطاقة العالية الكيلوواط في لحام بطارية الطاقة للسيارات ذات الطاقة الجديدة. مواد الحامة الرئيسية لبطاريات الليثيوم هي النحاس والليثيوم،والتي يمكن تقسيمها أساسا إلى عدة أنواع من لحام، مثل النحاس والنحاس والألومنيوم والألومنيوم. لهذه الاحتياجات لحام ، يتم استخدام الليزر تحت الحمراء في الوقت الحالي بشكل رئيسي.بما أن معدل امتصاص مواد النحاس والألومنيوم لأطوال الموجات تحت الحمراء منخفض، عموماً 2٪ ٪ في درجة حرارة الغرفة ، فإن كفاءة امتصاصها منخفضة وامتصاصها غير مستقر ، مما يؤدي إلى حوض لحام غير مستقر عرضة للرذاذ الكبير والجسور والشقوق ،وسيتم تشكيل منطقة كبيرة نسبيا من الحرارة، مما يؤدي إلى تأثير لحام منخفض والعائد، وهو نقطة ألم في لحام بطارية الليثيوم الحالية. على الرغم من أن الليزر تحت الحمراء تم تحسينها عدة مرات،ظهور الليزر المستمر ذو الطاقة العالية على شكل حلقة، إلى جانب خطوات العملية مثل التلوين بالنيكل والزنك على سطح مواد اللحام، قد خففت بعض مشاكل اللحام للمواد عالية الانعكاس إلى حد ما.في لحام الأجزاء المتعددة الطبقات والنحاس في بطاريات الليثيوم، فضلا عن لحام مواد معدنية مختلفة بين النحاس والألومنيوم ، يتم استخدام الليزر تحت الحمراء حاليا للحام، ومعدل الانسحاب منخفض.تظهر ردود الفعل من المحطات أن للبطاريات الأسطوانية الكبيرة من سلسلة 46 في المستقبل، سيتم استخدام لحام ليزر الأشعة تحت الحمراء لحام المربع الكامل ، ومعدل الوصول على خط الاختبار أقل من 80٪ ؛ إذا تم استخدام ليزر أخضر عالي الطاقة للحام ، يمكن أن يصل معدل الوصول إلى 95٪ فوق.من أجل الحصول على كفاءة لحام أعلى وتأثيرات لحام أفضل، أطلقت أودا ليزر ضوءًا أخضرًا مستمرًا عالي الطاقة من 1000-3000 واط ، والذي تم تسليمه رسميًا إلى السوق حوالي سبتمبر من هذا العام.

بعض حالات لحام الضوء الأخضر عالية الطاقة هي الموضحة أدناه: (1) بطارية أسطوانية كبيرة الكهرباء السلبية التيار جمع لوحة لحام، طريقة لحام: حمالة كومة ورق النحاس النحاس.مواد لحام: 0.2 ملم من النحاس و 30 طبقة من ورق النحاس 6 ملم
(2) لحام النحاس والألمنيوم: لحام القفاز، طريقة لحام: لحام النحاس والألمنيوم حسب الطلب؛ مادة لحام: غطاء النحاس والقطب الألمنيوم:

(3) لحام قطعة محول قطب بطارية مربع، طريقة لحام: لحام النحاس-النحاس حسب الطلب، مادة لحام: نحاس سميكة 1 ملم:
(4) لحام الألواح المتعددة الطبقات وأعمدة بطارية مربعة ، طريقة لحام: لحام ورق الألومنيوم - حمالة الألومنيوم ، مواد لحام:50 طبقة من الألواح الإيجابية (اللحام الموجات فوق الصوتية) والعلامات الإيجابية للبطارية مربعة الحجم (3 ملم):

(5) لحام الألواح المتعددة الطبقات وأعمدة بطارية مربعة، طريقة لحام: لحام ورق النحاس-حمالة كومة النحاس، مواد لحام:50 طبقة من علامات التبويب السلبية (التلحام الموجات فوق الصوتية المسبقة) والقطب السلبي للبطارية مربع 3 ملمنتائج اللحام هي كما يلي:

06الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر الأخضر

في 28 يونيو 2023 ، في منتدى تطوير صناعة التصنيع الإضافي (غوانغشو) والمؤتمر السنوي لصناعة التصنيع الإضافي لعام 2023 ، زو شي تشوان ،كبير المهندسين في مركز تطوير صناعة المعدات التابع لوزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات، قال أن المحور الأساسي للنظام الصناعي الحديث الارتفاعات القائمة هي آلات الأم الصناعية، والتي تنقسم إلى التصنيع الإضافي،التصنيع الطرحي وتصنيع المواد المتساويةوباعتبارها اتجاه تنمية رئيسي ومجال للآلات الصناعية، فإن التصنيع الإضافي هو أيضاً مجال رئيسي ومجال لقوتنا التصنيعية.تسريع تطوير التصنيع الإضافي هو أساس مهم لتعزيز تطوير، والتصنيع الذكي، والصناعة الخضراء. من المتوقع أن يتجاوز حجم صناعة التصنيع الإضافي 100 مليار في السنوات الخمس المقبلة. استنادا إلى التقديرات الحالية،إذا كان متوسط معدل النمو السنوي 25%، من المحتمل أن تصل إلى 100 مليار بحلول عام 2027، العديد من الهواتف المحمولة ذات الشاشة القابلة للطي التي صدرت في عام 2023، فضلا عن شركة أبل الرائدة في مجال الإلكترونيات الاستهلاكية،بدأوا باستخدام معدات الطباعة ثلاثية الأبعاد لمعالجة قطع الدقة، مما يمثل بداية دخول معدات الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية إلى سلسلة توريد المعدات في سوق الإلكترونيات الاستهلاكية التي تبلغ قيمتها تريليون دولار.زيادة سيناريوهات التطبيق، وتراجع تكاليف الوحدة تدريجيا، مساحة المستقبل لمعدات الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية ضخمة.شركة TRUMPF الألمانية هي حاليا الشركة المصنعة الوحيدة في العالم التي تطلق معدات الطباعة ثلاثية الأبعاد للليزر الخضراء عالية الطاقة، باستخدام ليزر الضوء الأخضر المستمر القرص عالي الطاقة من TRUMPF. ومع ذلك ، بسبب ارتفاع أسعار الليزر والمعدات ، كان الترويج للتطبيق بطيئًا.يمكن استخدام ليزر الضوء الأخضر من الألياف الخضراء من IPG ذو الطاقة العالية QCW كيلوواط كمصدر ضوء للطباعة ثلاثية الأبعاد للمواد المعدنية عالية الانعكاسأصبحت OUHK Laser ثالث شركة مصنعة في العالم تطلق ليزرات الضوء الأخضر عالية الطاقة. ستطلق 500 واط من الضوء الأخضر المستمر في الوضع الواحد في عام 2022. في سبتمبر 2023,سوف تطلق ليزرات ضوء أخضر مستمرة من الـ 1 كيلوواط و متعدد الوضعيات للمواد العاكسة للغاية (طباعة 3D النقية من النحاس)، سبائك النحاس ، سبائك الألومنيوم ، الخ) والمعادن الثمينة (الذهب والفضة). يمكن أن تغطي معدات الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر الأخضر جميع احتياجات الطباعة ثلاثية الأبعاد للمواد المعدنية المستخدمة عادة ،بما في ذلك جميع أنواع المواد لمعدات الطباعة الثلاثية الأبعاد في الأشعة تحت الحمراءخاصةً للطباعة ثلاثية الأبعاد للمواد النحاسية النقية، قمنا بالكثير من التحقق والاختبار.كثافة العينات المطبوعة ثلاثيا الأبعاد من مواد النحاس النقي يمكن أن تصل إلى أكثر من 99.5 ٪ ، وبارامترات المواد من العينات المطبوعة هي القوة الميكانيكية والموصلات الحرارية والموصلات الكهربائية. في الأساس تعادل عينات الصب المطبوعة.