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快速硅微镜系统可以大大增强激光焊接和切割

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-09-18 15:05:00 * 浏览: 0
新型激光制导硅镜由弗劳恩霍夫硅技术研究所和德国材料技术工程师共同开发,以应对高功率激光焊接和切割。微机电系统(MEMS)转向镜是蚀刻的硅晶片,其可以处理千瓦级能量,而不是传统的毫瓦级系统。大功率操作的可能性是由于协作开发项目中的新保护涂层以及新的真空透镜工具。紧凑型MEMS反射镜的主要优点是它可以以非常高的速度来回旋转到0.1 MHz的频率。与传统激光系统(以1 kHz工作)相比,工件上的激光能量分布更有效。处理特定材料,如果MEMS镜缓慢旋转,则在焊接期间不能有效地分配束能量。相比之下,弗劳恩霍夫实验室的激光烧蚀和切割专家Andreas Wetzig说,快速振荡的激光束可以更有效地分配热量并调整各自工艺的任务。实验表明,MEMS反射镜具有多种可能性,例如切割,焊接和表面硬化。 “我们可以将铝和铜焊接在一起,例如,金属的热量输入控制使热量更加融化。 Wetzig说。 MEMS反射镜也更容易焊接铝合金。目前,铝合金焊缝通常是多孔的,因为合金中的某些物质在焊接过程中排除了气体并形成气泡。微镜系统控制热量输入,使其熔化并保持液体,直到材料完全排出。虽然目前的固态激光器可以切割金属,但切割边缘的质量未达到CO2德州激光切割水平。使用MEMS反射镜控制目标能量输入,以减少边缘粗糙度并避免在切削刃处形成毛刺。新的MEMS反射镜在高功率激光器下工作,不仅因为特殊的反射涂层,而且还具有不寻常的尺寸。一般来说,MEMS反射镜的直径只有1到2毫米,新的MEMS反射镜直径为20毫米,甚至可以处理更大的激光束,从而显着提高了输出。开发人员面临的挑战是实现更高的频率。 “为了解决这个问题,我们在真空环境中操作镜头,以减少振荡镜头的衰减,”MEMS镜像专家Ulrich Hofmann说。