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共享之风越刮越猛,继共享单车之后,又一新的共享出行方式——共享汽车来袭!不得不说,这种共享的生活模式席卷城市的速度真是太快太美好了。共享汽车主张绿色出行,无CO2气体排放,作为新能源车,它不光能有效减少环境污染,更给大家带来了出行优势。新能源汽车是中国制造2025支持的10大重点领域,汽车轻量化技术被认为是改善燃油经济性、减少污染物和降低碳排放的重要措施。汽车轻量化就是为汽车瘦身,在确保稳定提升性能的基础上,节能化设计各总成零部件,持续优化车型。与在制造环节传统的电阻焊相比,激光焊接不仅能压缩车身结构件本身的体积,减少车身重量,降低汽车油耗,而且可以减少工序和生产材料损失,提高生产效率。动力电池由于焊接部位多,焊接难度大,精度要求高,所以传统焊接方式难以满足要求,而激光焊接技术由于焊材损耗小、被焊接工件变形小、设备性能稳定易操作,焊接质量及自动化程度高,运用于动力电池焊接领域可大大提高电池的安全性、可靠性,延长使用寿命。其作为一个将正负极材料、隔膜和电解液等原材料化零为整的融合制造过程,是整个动力电池生产流程中的关键工艺。
2017年一季度深圳市外贸额增长7.6%,实现开门红。而截止2017年4月,大族激光出口额高达5.41亿元,同比去年同期增长112%,上半年净利润预计同比增长60-90%。大族激光在高功率激光设备、激光微加工设备、机器人等关键核心技术不断取得突破,特别是消费电子微加工、汽车制造、动力电池等领域增长较快。以大族激光为领头羊的华南激光产业在过去三年里明显加快了发展步伐。大族激光在宝安区开始建设全球最大的激光产业基地,此前盛雄、创鑫、海目星等在鞍山设立分公司,抢占北方市场,创可于去年搬迁了面积更大的新工厂,光韵达与PI合资成立了富通尼(东莞)公司,铭镭激光在温州、昆山设立分公司后,上周又在广东河源市定下了投资2亿的项目。华南激光企业动作频频,恰恰说明了这里激光产业发展活力。广东省制造业较发达,2016年全省国内生产总值高达7.95万亿元,而同期广东省拥有规模产值以上激光企业超过250家,2016年纯粹激光产业产值约180亿,占全国约35%,比2015年提高了3个百分点,这主要得益于大族、联赢、宏山、盛雄、迪能等大品牌业绩大幅上升。激光应用市场在全国排名第一位,占比超过40%。深圳激光产业集聚效应逐渐显现,已于2014年超越武汉成为全国最大的激光产业城市。仅大族激光总业绩超过69亿,其中激光业务产值就超过50多亿元,2017年预计总业绩可达85亿,激光业务可超过65亿,在广东省内是独领风骚。2016年全国工业激光产业产值大约520亿元,这对于动则数千亿的大产业,激光只是个“小弟”。然而,激光产业应该这么看待,由10亿元产值的激光器,挑动50亿元产值的激光加工系统,再挑动500亿元产值的应用领域。2017年,在消费电子、家电、新能源汽车、服装制鞋、金属部件制造、板材加工等行业的推动下,华南激光市场将比2016年发展速度还要快。这不仅表现在激光加工机器集成商的扩产与销售区域拓展,还表现...
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产品概述: 睿达大幅面智能视觉激光切割控制系统是基于睿达普通切割平台上开发的一套视觉识别系统,软件可以一次性采取整个机台平面内的图像,然后对图像进行轮廓提取,或通过制作模板进行模板匹配识别。最后将图中提取相应的切割数据,形成切割文件发送到控制器进行切割。同时软件还支持送料,拍照、识别、切割一体化全程自动化处理。 功能描述: 双工作模式及中英语言版本。采用先进的学习模板技术,能在变化的目标中精准并批量的识别目标位置。识别支持单个模板、多个模板、超大模板并能精准的批量识别随机偏移、旋转、缩放的目标。以及目标模板变形的校正。学习模板多种复制方式(不变复制、旋转复制、XY方向镜像复制),提高模板利用率。学习模板可保存到软件中,可随时使用。学习模板支持导入、导出位图、矢量数据。软件中相机采用单反相机进行采集图像数据,画质好、精度高。带数据优化及预处理功能,可对数据进行处理。使软件工作效率更高、精度更高。软件支持材料轮廓提取及四级曲线平滑处理。使提取到的数据平滑,保证切割流畅。摄像机图像失真自动校正:摄像机采集数据时,受到外界环境或是硬件本身工艺的影响,图像数据存在变形的情况。本软件支持自动校正失真图像功能。软件可以实现重复加工,实现自动化生产,提高效率
该产品主要针对1KW级以上的光纤切割应用领域而开发的切割控制系统。该系统是基于德国技术,结合国内激光切割的工艺要求而打造的一套应用于高功率切割的控制系统。系统采用PLC+CNC的控制结构,独特的SIN^2加减速控制策略保证运动的平顺性。系统采用ETHERCAT总线接口,全闭环龙门轴控制方式,另外该系统还配备了无线操作手柄以及基于闭环控制的调高控制系统。为高功率切割应用提供了完善的解决方案 功能描述:SIN^2型加减速控制和自适应的速度前瞻处理有效保证了运动的平顺性。激光控制支持PSV和PWM方式,有效改善了激光切割效果。板载超大容量存储空间。支持ETHERCAT总线扩展,可以控制ETHERCAT接口的任意模块可在线升级主板程序,方便厂家维护和客户功能的定制。支持机器的反向间隙补偿功能开放的PLC 开发平台,方便功能添加和用户定制支持标准的G代码VxWorks操作系统,保证了系统运行的稳定性。 产品配件:全屏触摸操作面板工艺操作面板闭环调高控制系统无线操作面板
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别样的普吉之旅 北纬7度,一个拥有信仰和深受阳光眷宠的国度,对这个国度倾注最初的爱源于小学课本里的曼谷大象,从来未曾想过多年之后,我能有幸亲吻这片拥有神秘面纱的神奇国土,也许缘分就是如此妙不可言吧,不经意间结识到的某个瞬间,某种邂逅,在未来的某天就这样成真了! 旅行的意义,对现如今的我而言,倘若谈不上是一种远离,那也是心灵的某种回归,在美景中回归最本真的自己和最纯粹的美好,感谢我的团队,让我有机会在异国他乡静看人潮,与自己相遇! 五一节,趁着这样的岁月静好,趁着别样的花样年华,我第一次踏出了国门,徜徉在普吉这个浪漫海岛的热情四溢里,普吉的一束阳光,一把海风,就能轻易美到心醉,触动到心底,普吉老镇,小街道,独特的短房屋,慢节奏的生活,处处充盈着佛教文化,在这里你可以不急不躁,看静谧的海,品尝各式酸辣可口的美食以及甜到爆的热带水果,当然也无需担心语言障碍,因为连街边小摊卖啤酒和炸鸡的大妈都会用中文交流,时不时还会向你绽放温和的笑容!    普吉,这个漂流在海上的小岛,的确是来了就让人不曾想离开,这里你不管走到哪,都是唯美如画的,旅行第一天,拥有纯正泰国血液,中文却超级流利的导游P海带领我们骑大象,坐牛车,享受鱼疗,体验了不一样的泰国南部风土原貌及郊外风情,晚上,观看了国际范的泰国人妖表演,那一刻,我只为艺术而停留,绚丽的舞台,多样的背景变幻,精致的服装,高挑的人妖们美得是那样的无懈可击,在秀场里他们演绎了不同国家的风情,期间浸润着的中文歌曲桥段让我恍然以为回到了故土,人妖的美是那种远观的美,倘若你近焉拍照,你会觉得欢乐的背后是他们不为人知的艰辛和汗水。   旅行第二天,一大早,我们就来到了普吉香火鼎盛的海龙寺,虔诚的拜了传说中极为灵验的四面佛,拜完后在菩提树下摸头三下,预示从此好运相伴。平日里,常常会忽略心灵最初的自己,在这里,我在菩提树下诠释灵魂...
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浅析激光表面处理与激光打标的联系

日期: 2017-10-27
浏览次数: 26

 过去几十年间,激光打标产业取得了显著的发展。现在,全球已经有大量服务于各个行业的激光打标系统供应商。这个市场最重要的变化是推出了低功率脉冲光纤激光器,现在已经发展到几乎每个供应商都能在其产品供给范围内提供这类光纤激光打标设备。

这些激光器的波长通常属于1070 nm左右的近红外(NIR)范畴,非常适用于多数金属产品的打标,因为与波长较长的CO2激光器相比,这种波长的反射率更低。

但即便在这一波长范围内,不同金属打标的难易也不尽相同。铝、铜及其合金被广泛用于几乎每个行业,这些材料均可采用激光打标,但想在低热条件下在这类金属上打出肉眼清晰可见的深色标记,有时依然会有难度。另外,一种已证实的技术表明,高透射材料通常可在不与意外非线性特性相关的脉冲宽度内以最低损伤完成打标和表面毛化处理等加工。

 

激光表面处理

在广泛的工业激光材料加工领域,激光表面加工这一术语通常被用于描述一系列采用连续波(CW)、功率为数千瓦的近红外激光源的加工活动。然而,以上工艺与本文所描述的可被视作为微米和纳米级表面应用的技术完全不同。采用短脉冲皮秒(10-12)和飞秒(10-15)超快激光器的许多工艺已经确定,也有许多相关内容的发表。

这些工艺的主要缺点是:即便属于这类激光器门类中的低功率系列产品,它们的投资与运行成本仍然很高。由于加工速度通常取决于激光器的平均功率,对于大多数工业激光用户而言,实际表面覆盖率条件下的激光加工成本可能太高。

最近,成熟的纳秒级脉冲光纤激光器的脉宽范围已扩展到亚纳秒级,随之而来的是以数量级增加的峰值功率能力。这使开发出一种采用具成本效益的长皮秒激光源的新型激光表面加工工艺成为了可能。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图1:一系列不同层次激光表面处理工艺

虽然这些技术通常被称为激光表面处理,从机械角度来看,这些工艺与激光打标息息相关,因为它们局限于对部件的表面处理,通常需要结合采用激光消融与熔融工艺。图1尝试着用行业广为接受的术语以及所涉及的主要物理机制,来对这种范围广泛的工艺进行分类。

 

激光表面毛化处理与激光打标分析

通过一定方式改变激光打标表面区域,使之与未打标区域形成视觉上的对照,激光标记具有重要的应用。

笔式表面轮廓仪也许是测量相关数据最有名、应用最广泛的技术,因此,选用了该技术对激光处理进行初步评估。表面形态学对更普遍的表面特性与形状进行定性、定量描述,成像技术在这里更为有用。因而,选用了共聚焦激光扫描显微镜的二维和三维图像。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图2:利用高峰值功率、亚纳秒光纤激光器加工裸铝材料的反射效果

先进的分光光度计被广泛应用于量化表面颜色。通过对从可见光谱上的多点表面上的反射光进行分析能够实现这一目标,无论是否包含高光元素,都可形成反映各表面特性的独特反射曲线。这些仪器也被广泛用于测量表面的L*值或表面颜色的深浅。现在,这种技术是量化激光对各种消费品的打标效用时必不可少的工具。这些反射曲线和L*值被用来量化高峰值功率、短脉冲型光纤激光器(图2)在铝、铜和玻璃这三种具有挑战性的材料上的效用。

01 铝金属的激光表面毛化处理

对于铝质材料来说,其自然氧化层具有吸湿性,且厚度会随时间增大。所以,去除这层粗糙的受污染的氧化层,以暴露下层铝材,可能足以形成充足的对比度。另一个比较复杂的因素是,下层铝材的熔融或消融程度会显著影响标记的外观。

仔细调整激光器的参数,可以产生更为光亮的表面,以展现出对比度提高的熔融效果。通 过使用~1mJ的脉冲能量,可以在铝材上形成色泽较深、氧化程度高的表面,但是,如果想要获得低的L*值,同时又能够获得坚固的、非易碎型的表面,使得标记的外观不会随着观察角度的变化而改变,则需要对工艺进行仔细的控制。提高消融水平以形成微粗糙表面,也可以获得颜色更深、吸收性较高、L*值较大的表面 (图3)。所显示的表面尺寸均<10μm,表面粗糙度(Ra)远低于<5μm。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图3:用5ns、75μJ的激光器处理的深灰色铝材表面,放大倍数:200X

从铝表面去除阳极化涂层是一种广泛使用的技术,相同的规则也适用于在基板上应用激光——熔融性强便意味着能够产生更具反射效果的表面。不管是裸铝材还是阳极化铝材,打标速度均达到1-2m/s的高水平。最近,已经开发出在特定阳极化涂层上的激光打标技术,使用低纳秒、亚纳秒光纤激光器可以获得<30 的L*值,尽管其打标速度比上述方式要低得多。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图4:用0.15纳秒和1纳秒脉冲处理的 0.8mm厚的铜质材料的表面效果

02 铜金属的激光表面毛化处理

对铜金属进行激光抛光以形成对比是相对较为熟知的方法,但是,因为这种金属与生俱来具有的高反射率,要获得深色的标记通常会更具难度。IPG光子公司硅谷技术中心(SVTC)开发出了这类技术,可在铜质材料表面产生L* 值<30的深色表面。

如图5所示,通过与抛光前的表面粗糙度对比,可以看出经激光处理表面的粗糙度差异(<1μmRa)。但表面结构更为复杂,表面区域得到了极大改善,从而形成了高吸收性表面。这从图4可以看出。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图5:用150皮秒脉冲处理的铜金属

图5最右侧部分是未经激光处理的抛光区域,左侧则是激光处理过的区域。这些特征与铝质材料上形成的特征相比,要小一个数量级(图3)。所获得的表面结构支 持了非线性、等离子控制过程的假设,而不是传统的热去除材料的过程。进一步的相关证据是,同样的激光参数可用于处理20 μm厚的铜箔,而不会造成材料变 形,尽管使用的是平均功率为28.5 W的亚纳秒激光器。

03 玻璃的激光表面毛化处理或打标

出乎意料的是,与用于铜质材料几乎相同的参数也可应用于无涂层硼硅酸盐玻璃上下层表面的打标。这进一步支持了有关非线性吸收是由于高峰值功率光纤激光器的影响而产生的假说。检查划片区,可以看到“龟裂”情况非常有限,裂纹<10μm,表面粗糙度<5μmRa。图6显示了低倍镜下的划线及非开裂 状况。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图6:低倍镜下,处理过的铜金属上的划线形态

这个过程中最有趣的结果如图7所示。其中,玻璃表面的反射率可以通过改变扫描参数进行严密控制。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图7:经扫描速度为1–1.5m/s的150皮秒激光处理的无涂层硼硅酸盐玻璃的效果

 

讨论及总结

本文探索了如何量化激光打标和表面毛化处理,并使用这些技术对铝材进行激光打标。对更具挑战性的铜材和无涂层玻璃表面进行打标的技术表明,未来还将会有适用于范围更广泛的表面结构的工艺应用出现。

铜金属之间或与其它金属之间的激光焊接一直是低功率热传导焊接领域的一项难题,这是因为同时存在固有的高反射率和扩散系数,以及不一致的原生表面氧化层。事实表明,这种深色打标技术在焊接铜时,可以提高一致性。作为正在进行的研究的一部分,通过激光束来改善和规范表面吸收性,这些精细构造也可以提高铜或铝与 其它不同金属之间的结合。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图8:使用IPG脉冲激光器在铜金属上打标

在相关案例中,采用了同样的亚纳秒激光器对金属进行激光预处理,以便其随后可与透射性聚合物粘合在一起。激光清洁表面所具有的优势,例如因激光预处理导致的表面积增加以及局部的激光加热,促使特定金属-聚合物组合的结合可轻松达到基材的强度水平。

(来源:光易网)

 

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