Vario šynų pjovimo lazeriu technologijos analizė: principai, pranašumai ir proceso optimizavimas

 

Kaip pagrindinė laidžioji medžiaga elektros sistemoje, plikos varinės šynos plačiai naudojamos energijos perdavimo ir transformavimo įrangoje, aukštos ir žemos įtampos elektros prietaisuose ir variklių apvijose. Jo veikimo reikalavimai apima ne tik puikų laidumą ir mechaninį stiprumą, bet ir griežtus apdorojimo tikslumo ir paviršiaus kokybės standartus. Taikant tradicinius apdorojimo metodus, tokius kaip perforavimas ir braižymas, kyla problemų, tokių kaip likučių susidarymas, įtempių koncentracija ir ilgas apdorojimo ciklas, dėl kurių sunku patenkinti aukštos klasės laidžių dalių įrangos tikslumo reikalavimus. Pjovimo lazeriu technologija, turinti be-kontaktinio apdorojimo ypatybes, yra naujoviškas sprendimas, skirtas didelio-tikslumo plikų varinių šynų apdorojimui.

 

 

 

 

 

(I) Techninis principas
Pjovimas lazeriu sufokusuoja didelio{0}}galios tankio lazerio spindulį (energijos tankis gali siekti daugiau nei 10⁶ W/cm²), kad iš karto įkaitintų vario šynos juostos paviršiaus medžiagą iki garavimo temperatūros (apie 2567 laipsnių), kad susidarytų mažytės garinimo skylutės. Tuo pačiu metu didelio-slėgio pagalbinės dujos (pvz., azotas ar deguonis), bendraašios su pluoštu, išpučia išlydyto metalo likučius, o lazerio galvutei judant iš anksto nustatyta trajektorija pasiekiamas nuolatinis pjovimas. Šiame procese derinamas šilumos laidumas, garavimo fazės pasikeitimas ir oro srauto dinamika, kad būtų pasiektas tikslumas nuo milimetrų -lygio iki mikronų{7}.

(II) Proceso charakteristikos
Apdorojimas be įtampos-: ne-mechaninis kontaktinis pjovimas leidžia išvengti tradicinių štampavimo ir kirpimo procesų liekamojo mechaninio įtempio, užtikrina vidinės elektros šynų juostos organizacinės struktūros stabilumą ir ypač tinka tikslių elektrinių komponentų prijungimo reikalavimams.

Itin-tiksli briaunų kokybė: pjovimo briaunos šiurkštumas gali siekti Ra Mažiau nei 12,5 μm, be įbrėžimų, lupimo ir kitų defektų, sumažinant tolesnius šlifavimo procesus ir tiesiogiai atitinkantį izoliacinės pakuotės reikalavimus.

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, pažeidžiant tradicinio pelėsių apdorojimo formos apribojimus.

 

 

 

 

(I) Atsakomosios priemonės, skirtos labai{0}}atspindinčios medžiagos apdorojimui
Varis pasižymi dideliu atspindžiu (1 μm bangos ilgio lazerio sugerties greitis).<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:

Anti-labai-atspindintis optinio kelio dizainas: pritaikykite visiškai uždarą optinio kelio sistemą ir kelių-sluoksnių dielektrinės plėvelės lęšius, kad sumažintumėte atspindėtos šviesos žalą optiniams komponentams ir užtikrintumėte energijos išėjimo stabilumą.

Energy modulation technology: combining pulsed laser and waveform optimization algorithm, through peak power increase (>10 kW) ir impulso pločio valdymas (10-100 μs), greitai prasiskverbia per medžiagos atspindžio slenkstį ir užtikrina efektyvų garavimą.

(II) Koordinuota proceso parametrų kontrolė
Pjovimo greičio suderinimas: dinamiškai reguliuokite greitį (0,5-5m/min) pagal plokštės storį (0,5-30mm), kad išvengtumėte šlako likučių, atsirandančių dėl per didelio greičio, arba šiluminės deformacijos, kurią sukelia per mažas greitis.

Dujų slėgio optimizavimas: 0.5- 2MPa didelio-slėgio pagalbinės dujos naudojamos siekiant užtikrinti savalaikį šlako pašalinimą ir slopinti oksidacijos reakciją (oksido sluoksnio storis mažesnis nei 10 μm, kai naudojama apsauga nuo azoto).

 

 

Veiklos rodikliai	Pjovimas lazeriu	Tradicinis perforavimas ir kirpimas	Elektro{0}}kibirkštinis apdirbimas
Matmenų tikslumas	±0,1 mm	±0,5 mm	±0,05 mm
Paviršiaus šiurkštumas	Ra Mažesnis arba lygus 12,5 μm	Ra Didesnis arba lygus 25 μm	Ra Mažesnis arba lygus 6,3 μm
Medžiagos panaudojimo lygis	＞95%	70%-85%	85%-90%
Apdorojimo efektyvumas	50-200 vienetų/val	10-30 vienetų/val	20-50 vienetų/val
Pritaikymas sudėtingoms formoms	Puikiai	Vargšas	Gerai

 

Palyginti su tradiciniais procesais, lazerinio pjovimo technologija sumažina pelėsių sąnaudas ir sutrumpina derinimo ciklą (nuo 72 valandų iki 4 valandų) gaminant be formų, kartu sumažindama pagalbinius procesus, tokius kaip atkaitinimas ir šlifavimas, ir sumažina bendras gamybos sąnaudas 30–50%. Besivystančiose srityse, tokiose kaip 5G bazinės stotys ir naujos energijos transporto priemonės, jos efektyvios ir lanksčios apdorojimo galimybės žymiai pagerina integruotą laidžių komponentų projektavimo erdvę.

 

 

(I) Pagrindiniai proceso valdymo taškai
Aplinkos parametrų stebėjimas: palaikykite apdorojimo aplinkos temperatūrą (20±2 laipsniai) ir drėgmę (mažesnę arba lygią 60 % santykinio drėgnumo), kad vario paviršiaus oksidacija nepakenktų pjovimo kokybei.

Internetinio aptikimo integravimas: pjovimo trajektorijos nuokrypio{0}}laikas stebėjimas (tikslumas ±0,05 mm) per CCD vaizdo sistemą kartu su AI algoritmu, kad automatiškai kompensuotų judesio klaidą.

(II) Technologijų evoliucijos kryptis
Itin greitas lazerio taikymas: Femtosekundžių (10⁻¹⁵ antrojo lygio) lazerio technologija gali pasiekti „šalto apdorojimo“, žymiai sumažinti karščio paveiktą zoną (＜50 μm) ir pagerinti itin-plonų šynų (＜0,1 mm) apdorojimo patikimumą.

Išmani gamybos linija: remiantis skaitmenine dvynių technologija, savaime{0}}optimizuojami pjovimo parametrai ir numatoma įrangos būklės priežiūra, o apdorojimo efektyvumas pagerinamas daugiau nei 20 proc.

 

 

 

 

Pjovimo lazeriu technologija tapo pagrindiniu pasirinkimuplika varinė šynaapdorojimas dėl jo tikslumo, lankstumo ir efektyvumo. Dėl nuolatinių didelės-galios skaidulinių lazerių ir pažangių valdymo algoritmų pasiekimų ši technologija ir toliau bus taikoma naujoje energijos,-pažangios įrangos gamybos ir kitose srityse bei skatins laidžių medžiagų apdorojimą siekiant didelio tikslumo ir ekologiškumo. Pramonės dalyviai turi nuolat optimizuoti proceso parametrus ir stiprinti įrangos integravimo naujoves, kad atitiktų nuolat -augančią rinkos paklausą.