การวิเคราะห์เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์บัสบาร์ทองแดงเปลือย: หลักการ ข้อดี และการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ

 

ในฐานะที่เป็นวัสดุนำไฟฟ้าหลักในระบบไฟฟ้า บัสบาร์ทองแดงเปลือยถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ส่งกำลังและการแปลง เครื่องใช้ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำ และขดลวดมอเตอร์ ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพไม่เพียงแต่รวมถึงค่าการนำไฟฟ้าและความแข็งแรงเชิงกลที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงมาตรฐานที่เข้มงวดสำหรับความแม่นยำในการประมวลผลและคุณภาพพื้นผิวอีกด้วย เทคนิคการประมวลผลแบบดั้งเดิม เช่น การเจาะและการวาดมีปัญหา เช่น เศษเสี้ยน ความเข้มข้นของความเค้น และรอบการประมวลผลที่ยาวนาน ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำของอุปกรณ์-ระดับไฮเอนด์สำหรับชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ซึ่งมีคุณสมบัติการประมวลผลแบบไม่สัมผัส- เป็นโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมสำหรับการประมวลผลบัสบาร์ทองแดงเปลือยที่มีความแม่นยำสูง-

 

 

 

 

 

(I) หลักการทางเทคนิค
การตัดด้วยเลเซอร์เน้นไปที่ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นของพลังงานสูง- (ความหนาแน่นของพลังงานสามารถเข้าถึงมากกว่า 10⁶ W/cm²) เพื่อให้ความร้อนแก่วัสดุพื้นผิวของ Copper BusBar ทันทีจนถึงอุณหภูมิการกลายเป็นไอ (ประมาณ 2567 องศา ) เพื่อสร้างรูการระเหยเล็กๆ ในเวลาเดียวกัน ก๊าซเสริมแรงดันสูง- (เช่น ไนโตรเจนหรือออกซิเจน) โคแอกเซียลกับลำแสงจะเป่าเศษโลหะที่หลอมละลายออกไป และทำการตัดอย่างต่อเนื่องในขณะที่หัวเลเซอร์เคลื่อนที่ไปตามวิถีโคจรที่กำหนดไว้ล่วงหน้า กระบวนการนี้ผสมผสานการนำความร้อน การเปลี่ยนเฟสของการกลายเป็นไอ และไดนามิกของการไหลของอากาศ เพื่อให้ได้การประมวลผลที่แม่นยำระดับมิลลิเมตร-ถึงไมครอน-

(II) ลักษณะกระบวนการ
การประมวลผลโดยปราศจากความเค้น{{0}:: การตัดแบบไม่-โดยการสัมผัสด้วยกลไกจะหลีกเลี่ยงความเค้นเชิงกลที่ตกค้างของกระบวนการเจาะและตัดแบบดั้งเดิม ช่วยให้มั่นใจในความเสถียรของโครงสร้างองค์กรภายในของ Electrical Bus Bar และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับข้อกำหนดในการเชื่อมต่อของส่วนประกอบทางไฟฟ้าที่มีความแม่นยำ

คุณภาพคมตัดที่มีความแม่นยำสูง-เป็นพิเศษ: ความหยาบของคมตัดสามารถเข้าถึง Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 12.5μm โดยไม่มีครีบ การหลุดลอก และข้อบกพร่องอื่นๆ ลดกระบวนการเจียรที่ตามมา และตรงตามข้อกำหนดบรรจุภัณฑ์ฉนวนโดยตรง

Complex shape adaptability: Supports arbitrary two-dimensional and three-dimensional trajectory cutting, and can process ultra-thin row materials and special-shaped structures with a width-to-thickness ratio of >10 ทำลายข้อจำกัดของรูปร่างของการแปรรูปแม่พิมพ์แบบดั้งเดิม

 

 

 

 

(I) มาตรการรับมือสำหรับการประมวลผลวัสดุที่มีแสงสะท้อนสูง-
ทองแดงมีคุณลักษณะของการสะท้อนแสงสูง (อัตราการดูดซับของเลเซอร์ความยาวคลื่น 1μm<5%) and high thermal conductivity (401 W/(m・K)), which easily leads to laser energy attenuation and thermal deformation. Stable cutting is achieved through the following technical improvements:

การออกแบบเส้นทางแสงที่ป้องกันแสงสะท้อน-สูง-: ใช้ระบบเส้นทางแสงแบบปิดทั้งหมดและเลนส์ฟิล์มไดอิเล็กทริกหลาย-ชั้น เพื่อลดความเสียหายของแสงสะท้อนต่อส่วนประกอบทางแสง และรับประกันความเสถียรของพลังงานที่ส่งออก

Energy modulation technology: combining pulsed laser and waveform optimization algorithm, through peak power increase (>10 kW) และการควบคุมความกว้างพัลส์ (10-100μs) ทะลุเกณฑ์การสะท้อนของวัสดุอย่างรวดเร็ว และทำให้เกิดการกลายเป็นไออย่างมีประสิทธิภาพ

(II) การควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการประสานงาน
การจับคู่ความเร็วตัด: ปรับความเร็วแบบไดนามิก (0.5-5 ม./นาที) ตามความหนาของแผ่น (0.5-30 มม.) เพื่อหลีกเลี่ยงเศษตะกรันที่เกิดจากความเร็วที่เร็วเกินไปหรือการเสียรูปเนื่องจากความร้อนที่เกิดจากความเร็วที่ช้าเกินไป

การเพิ่มประสิทธิภาพแรงดันแก๊ส: มีการใช้ก๊าซเสริมความดัน 0.5- 2MPa สูง-เพื่อให้แน่ใจว่าจะปล่อยตะกรันได้ทันเวลาและยับยั้งปฏิกิริยาออกซิเดชัน (ความหนาของชั้นออกไซด์จะน้อยกว่า 10μm เมื่อใช้การป้องกันไนโตรเจน)

 

 

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ	การตัดด้วยเลเซอร์	การเจาะและการตัดแบบดั้งเดิม	การตัดเฉือนแบบประกายไฟด้วยไฟฟ้า-
ความแม่นยำของมิติ	±0.1มม	±0.5มม	±0.05มม
ความหยาบผิว	Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ12.5μm	Ra มากกว่าหรือเท่ากับ25μm	Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 6.3μm
อัตราการใช้วัสดุ	＞95%	70%-85%	85%-90%
ประสิทธิภาพการประมวลผล	50-200 ชิ้น/ชม	10-30 ชิ้น/ชม	20-50 ชิ้น/ชม
การปรับตัวให้เข้ากับรูปร่างที่ซับซ้อน	ยอดเยี่ยม	ยากจน	ดี

 

เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการแบบเดิม เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์จะช่วยลดต้นทุนแม่พิมพ์และลดรอบการพิสูจน์อักษร (จาก 72 ชั่วโมงเหลือเพียง 4 ชั่วโมง) ด้วยการผลิตแบบไร้แม่พิมพ์ ในขณะเดียวกันก็ลดกระบวนการเสริม เช่น การอบอ่อนและการเจียร และลดต้นทุนการผลิตโดยรวมลง 30%-50% ในด้านที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น สถานีฐาน 5G และยานพาหนะพลังงานใหม่ ความสามารถในการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นได้ช่วยปรับปรุงพื้นที่การออกแบบแบบบูรณาการของส่วนประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้อย่างมาก

 

 

(I) ประเด็นสำคัญของการควบคุมกระบวนการ
การตรวจสอบพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อม: รักษาอุณหภูมิสภาพแวดล้อมการประมวลผล (20 ± 2 องศา) และความชื้น (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 60% RH) เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวทองแดงส่งผลต่อคุณภาพการตัด

การบูรณาการการตรวจจับแบบออนไลน์: การตรวจสอบความเบี่ยงเบนวิถีการตัด (ความแม่นยำ ±0.05 มม.) แบบเรียลไทม์{0}} ผ่านระบบภาพ CCD รวมกับอัลกอริธึม AI เพื่อชดเชยข้อผิดพลาดในการเคลื่อนไหวโดยอัตโนมัติ

(II) ทิศทางวิวัฒนาการเทคโนโลยี
การใช้เลเซอร์ที่รวดเร็วเป็นพิเศษ: เทคโนโลยีเลเซอร์ Femtosecond (10⁻¹⁵ ระดับที่สอง) สามารถบรรลุ "การประมวลผลแบบเย็น" ช่วยลดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนได้อย่างมาก (<50μm) และปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการประมวลผลของบัสบาร์-บางพิเศษ (<0.1 มม.)

สายการผลิตอัจฉริยะ: ด้วยเทคโนโลยี Digital Twin ทำให้สามารถ-เพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การตัดและการบำรุงรักษาสถานะอุปกรณ์เชิงคาดการณ์ได้ด้วยตนเอง และประสิทธิภาพการประมวลผลได้รับการปรับปรุงมากกว่า 20%

 

 

 

 

เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์กลายเป็นตัวเลือกหลักสำหรับบัสบาร์ทองแดงเปลือยการประมวลผลเนื่องจากความแม่นยำ ความยืดหยุ่น และมีประสิทธิภาพ ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูง-และอัลกอริธึมการควบคุมอัจฉริยะ เทคโนโลยีนี้จะยังคงนำไปใช้ในพลังงานใหม่ การผลิตอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์- และสาขาอื่นๆ และส่งเสริมการประมวลผลวัสดุนำไฟฟ้าให้มีความแม่นยำและความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสูง ผู้เข้าร่วมในอุตสาหกรรมจำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสมอย่างต่อเนื่องและเสริมสร้างนวัตกรรมการรวมอุปกรณ์เพื่อรับมือกับ-ความต้องการของตลาดที่เพิ่มมากขึ้น