Avec le développement de la technologie des puces semi-conducteurs et de la technologie optique, la puissance de sortie des lasers semi-conducteurs a été continuellement améliorée, la qualité du faisceau a été considérablement améliorée, et plus d’applications ont été obtenues dans le domaine industriel. À l’heure actuelle, la puissance de sortie et la qualité des faisceaux des lasers semi-conducteurs industriels de haute puissance ont dépassé celle des lasers YAG à lampe et sont proches des lasers YAG à pompe à semi-conducteurs. Les lasers semi-conducteurs ont été progressivement appliqués au soudage en plastique, au revêtement et à l’alliage, au traitement thermique de surface, au soudage en métal, etc., et ont également fait quelques progrès d’application dans le marquage et la coupe.
Cinq applications de lasers semi-conducteurs de haute puissance dans le domaine industriel
(1) Soudage en plastique laser
Le faisceau du laser semi-conducteur est un faisceau à toit plat, et la distribution spatiale de l’intensité transversale est relativement uniforme. Par rapport au faisceau d’un laser YAG, le faisceau d’un laser semi-conducteur peut obtenir une meilleure uniformité de soudure et la qualité de soudure dans les applications de soudage en plastique, et peut effectuer le soudage de couture large. Les applications de soudage en plastique ne nécessitent pas de fortes exigences de puissance pour les lasers semi-conducteurs, généralement de 50 à 700 W, la qualité du faisceau inférieur à 100 mm/mrad, et la taille de tache de 0,5 à 5 mm. Le soudage avec cette technique n’endommage pas la surface de la pièce. Le chauffage local réduit le stress thermique sur la pièce en plastique, évite les dommages aux composants électroniques intégrés et évite mieux la fonte du plastique. En optimisant les matières premières et les pigments, le soudage en plastique laser peut atteindre différentes couleurs synthétiques. À l’heure actuelle, les lasers semi-conducteurs ont été largement utilisés pour les conteneurs scellés de soudure, les boîtiers électroniques de composants, les pièces automobiles, et les composants en plastique dissemblables.
(2) Revêtement laser et traitement de la chaleur de surface
Le traitement thermique de surface ou le revêtement partiel de pièces métalliques ayant des exigences élevées en matière de résistance à l’usure et de résistance à la corrosion est une application importante des lasers semi-conducteurs dans le traitement. À l’échelle internationale, les lasers semi-conducteurs pour le revêtement laser et le traitement thermique de surface ont une puissance de 1 à 6 kW, une qualité de faisceau de 100 à 400 mm/mrad, et une taille spot de 2 x 2 mm 2 à 3 x 3 mm 2 ou 1 x 5 mm 2 . Par rapport à d’autres lasers, les avantages du revêtement et du traitement thermique de surface avec un faisceau laser semi-conducteur sont une efficacité électro-optique élevée, un taux d’absorption élevé des matériaux, un faible coût d’entretien, la forme rectangulaire de l’endroit et une distribution uniforme de l’intensité lumineuse. À l’heure actuelle, le revêtement laser semi-conducteur et le traitement thermique de surface ont été largement utilisés dans l’énergie électrique, la pétrochimie, la métallurgie, l’acier, les machines et d’autres domaines industriels, et sont devenus l’un des moyens importants de la préparation de nouveaux matériaux, la fabrication directe rapide de pièces métalliques, et la refabrication verte de pièces métalliques en panne. .
(3) Soudage en métal laser
Les lasers semi-conducteurs de haute puissance ont de nombreuses applications dans le soudage en métal. Les applications vont du soudage spot de précision dans l’industrie automobile au soudage thermique des matériaux de production et au soudage axial des tuyaux. La qualité de la soudure est bonne et aucun post-traitement n’est nécessaire. Le laser semi-conducteur utilisé pour le soudage en tôle nécessite une puissance de 300 à 3000 W, une qualité de faisceau de 40 à 150 mm/mrad, une taille spot de 0,4 à 1,5 mm, et une épaisseur du matériau de liaison de 0,1 à 2,5 mm. En raison de l’entrée à faible chaleur, la distorsion de la pièce est réduite au minimum. Les lasers semi-conducteurs de haute puissance peuvent être soudés à grande vitesse, et les soudures sont lisses et belles. Ils ont des avantages spéciaux dans l’économie de main-d’œuvre pendant et après le soudage et sont très adaptés à différents besoins de soudage industriel. Il remplacera progressivement les méthodes de soudage traditionnelles.
(4) Marquage laser
La technologie de marquage laser est l’une des plus grandes applications pour le traitement au laser. Les lasers actuellement utilisés sont les lasers YAG, les lasers CO2 et les lasers à pompe semi-conducteurs. Cependant, avec l’amélioration de la qualité des faisceaux laser semi-conducteurs, les machines de marquage laser semi-conducteurs ont commencé à être utilisées dans le domaine du marquage. LIMO de l’Allemagne a introduit une qualité de faisceau de 5mm? Le laser semi-conducteur à sortie directe de 50 W de Mrad et le laser semi-conducteur de 25 W couplé à la fibre de 50 μm ont satisfait aux exigences de puissance de sortie et de qualité de faisceau du laser pour les applications de marquage.
(5) Découpe au laser
L’application de lasers semi-conducteurs de haute puissance dans le domaine de la coupe a commencé tard.