Analýza technológie rezania laserom na prípojnici z čistej medi: princípy, výhody a optimalizácia procesu

 

Ako hlavný vodivý materiál v energetickom systéme sa holé medené prípojnice široko používajú v zariadeniach na prenos a transformáciu energie, vysokonapäťových a nízkonapäťových elektrických spotrebičoch a vinutiach motorov. Jeho výkonnostné požiadavky zahŕňajú nielen vynikajúcu vodivosť a mechanickú pevnosť, ale aj prísne normy pre presnosť spracovania a kvalitu povrchu. Tradičné techniky spracovania, ako je dierovanie a ťahanie, majú problémy, ako sú zvyšky otrepov, koncentrácia napätia a dlhý cyklus spracovania, ktoré sú náročné na splnenie požiadaviek na presnosť špičkových- zariadení pre vodivé časti. Technológia rezania laserom so svojimi-vlastnosťami bezkontaktného spracovania poskytuje inovatívne riešenie pre-vysoko presné spracovanie holých medených prípojníc.

 

 

 

 

 

(I) Technický princíp
Laserové rezanie sústreďuje-laserový lúč s vysokou hustotou výkonu (hustota energie môže dosiahnuť viac ako 10⁶ W/cm²), aby sa povrchový materiál medenej prípojnice okamžite zahrial na odparovaciu teplotu (asi 2567 stupňov), čím sa vytvorili malé odparovacie otvory. Súčasne vysokotlakový pomocný plyn (napríklad dusík alebo kyslík) koaxiálny s lúčom odfúkne zvyšky roztaveného kovu a pri pohybe laserovej hlavy po vopred nastavenej trajektórii sa dosiahne nepretržité rezanie. Tento proces kombinuje vedenie tepla, zmenu fázy odparovania a dynamiku prúdenia vzduchu na dosiahnutie precíznosti spracovania na úrovni milimetrov-na úrovni mikrónov-.

(II) Charakteristiky procesu
Spracovanie-bez stresu: Ne-mechanické kontaktné rezanie zabraňuje zvyškovému mechanickému namáhaniu tradičných procesov dierovania a strihania, zaisťuje stabilitu vnútornej organizačnej štruktúry elektrickej zbernice a je obzvlášť vhodné pre požiadavky na pripojenie presných elektrických komponentov.

Mimoriadne{0}}precízna kvalita ostria: Drsnosť ostria môže dosiahnuť Ra Menej alebo rovnajúcej sa 12,5 μm, bez otrepov, odlupovania a iných defektov, čo znižuje následné procesy brúsenia a priamo spĺňa požiadavky na balenie izolácie.

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, prelomenie tvarových obmedzení tradičného spracovania foriem.

 

 

 

 

(I) Protiopatrenia pre vysoko{0}}reflexné spracovanie materiálu
Meď sa vyznačuje vysokou odrazivosťou (miera absorpcie lasera s vlnovou dĺžkou 1 μm<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-vysoko{1}}reflexný dizajn optickej dráhy: použite úplne uzavretý systém optickej dráhy a viac{2}}vrstvové dielektrické filmové šošovky, aby ste znížili poškodenie optických komponentov odrazeným svetlom a zaistili stabilitu energetického výstupu.

Energy modulation technology: combining pulsed laser and waveform optimization algorithm, through peak power increase (>10 kW) a reguláciou šírky impulzu (10-100μs), rýchlo prekoná prah odrazu materiálu a dosiahne efektívne odparovanie.

(II) Koordinovaná kontrola parametrov procesu
Prispôsobenie rýchlosti rezania: dynamicky upravte rýchlosť (0,5-5 m/min) podľa hrúbky dosky (0,5-30 mm), aby ste predišli zvyškom trosky spôsobeným príliš vysokou rýchlosťou alebo tepelnou deformáciou spôsobenou príliš nízkou rýchlosťou.

Optimalizácia tlaku plynu: 0.5- 2vysokotlakový pomocný plyn MPa{1}} sa používa na zabezpečenie včasného odvádzania trosky a inhibíciu oxidačnej reakcie (hrúbka vrstvy oxidu je menšia ako 10 μm, keď sa používa ochrana dusíkom).

 

 

Výkonnostné ukazovatele	Laserové rezanie	Tradičné dierovanie a strihanie	Elektro-iskrové obrábanie
Rozmerová presnosť	±0,1 mm	± 0,5 mm	±0,05 mm
Drsnosť povrchu	Ra Menšie alebo rovné 12,5 μm	Ra Väčšie alebo rovné 25 μm	Ra Menšie alebo rovné 6,3 μm
Miera využitia materiálu	＞95%	70%-85%	85%-90%
Efektívnosť spracovania	50-200 kusov/hod	10-30 kusov/hod	20-50 kusov/hod
Prispôsobivosť zložitým tvarom	Výborne	Chudák	Dobre

 

V porovnaní s tradičnými procesmi technológia laserového rezania znižuje náklady na formy a skracuje cyklus kysnutia (zo 72 hodín na 4 hodiny) prostredníctvom výroby bez foriem, pričom znižuje pomocné procesy, ako je žíhanie a brúsenie, a znižuje celkové výrobné náklady o 30 % až 50 %. V nových oblastiach, ako sú základňové stanice 5G a nové energetické vozidlá, jeho efektívne a flexibilné možnosti spracovania výrazne zlepšujú integrovaný dizajnový priestor vodivých komponentov.

 

 

(I) Kľúčové body riadenia procesov
Monitorovanie parametrov prostredia: Udržujte teplotu prostredia spracovania (20 ± 2 stupne) a vlhkosť (Relatívna vlhkosť menšia alebo rovná 60 %), aby sa zabránilo ovplyvneniu kvality rezu oxidáciou povrchu medi.

Integrácia online detekcie: Monitorovanie odchýlky trajektórie rezania v reálnom čase{0} (presnosť ±0,05 mm) prostredníctvom vizuálneho systému CCD v kombinácii s algoritmom AI na automatickú kompenzáciu chyby pohybu.

(II) Smer vývoja technológie
Ultrarýchla laserová aplikácia: Femtosekundová (10⁻¹⁵ druhá úroveň) laserová technológia môže dosiahnuť „studené spracovanie“, výrazne znížiť tepelne ovplyvnenú zónu (＜50 μm) a zlepšiť spoľahlivosť spracovania ultra-tenkých prípojníc (＜0,1 mm).

Inteligentná výrobná linka: Na základe technológie digitálneho dvojčaťa sa realizuje vlastná{0}}optimalizácia rezných parametrov a prediktívna údržba stavu zariadenia a efektívnosť spracovania sa zlepšila o viac ako 20 %.

 

 

 

 

Technológia rezania laserom sa stala hlavnou voľbouholá medená prípojnicaspracovanie vďaka svojej presnosti, flexibilite a efektívnosti. Vďaka neustálym prelomom v oblasti vysokovýkonných vláknových laserov a inteligentných riadiacich algoritmov sa táto technológia bude naďalej používať v novej energetike, vo výrobe špičkových-zariadení a iných oblastiach a bude podporovať spracovanie vodivých materiálov smerom k vysokej presnosti a ekologickosti. Účastníci odvetvia musia neustále optimalizovať parametre procesov a posilňovať inováciu integrácie zariadení, aby zvládli neustále-rastúci dopyt na trhu.