Pengelasan Laser Bahan Tembaga: Laser Biru VS Laser Hijau

Pengelasan laser merupakan teknik pemrosesan efisiensi tinggi yang sedang berkembang. Proses pemesinan laser merupakan hasil interaksi antara berkas energi tertentu dan material. Material umumnya dikategorikan menjadi logam dan non-logam. Material logam meliputi baja, besi, tembaga, aluminium, dan paduan terkaitnya, sementara material non-logam meliputi kaca, kayu, plastik, kain, dan material rapuh. Manufaktur laser diterapkan di banyak industri, tetapi sejauh ini, penerapannya terutama berada dalam kategori material tersebut.

Industri Laser Perlu Memperkuat Riset Mengenai Sifat Material

Di Tiongkok, perkembangan pesat industri laser didorong oleh tingginya permintaan aplikasi. Namun, sebagian besar produsen peralatan laser berfokus pada interaksi antara sinar laser dan komponen mekanis, dengan beberapa mempertimbangkan otomatisasi peralatan. Penelitian tentang material masih kurang, seperti penentuan parameter sinar yang sesuai untuk berbagai material. Kesenjangan dalam penelitian ini menyebabkan beberapa perusahaan mengembangkan peralatan baru tetapi tidak dapat mengeksplorasi aplikasi barunya. Banyak perusahaan laser memiliki insinyur optik dan mekanik, tetapi hanya sedikit insinyur ilmu material, yang menyoroti kebutuhan mendesak akan penelitian lebih lanjut tentang sifat material.

Reflektifitas Tembaga yang Tinggi Mendorong Pengembangan Teknologi Laser Hijau dan Biru

Dalam material logam, pemrosesan baja dan besi dengan laser telah banyak dieksplorasi. Namun, pemrosesan material dengan reflektifitas tinggi, terutama tembaga dan aluminium, masih terus dieksplorasi. Tembaga banyak digunakan dalam kabel, peralatan rumah tangga, elektronik konsumen, peralatan listrik, komponen elektronik, dan baterai karena konduktivitas termal dan listriknya yang sangat baik. Meskipun telah diupayakan selama bertahun-tahun, teknologi laser masih belum mampu memproses tembaga karena sifat-sifatnya.

Pertama, tembaga memiliki reflektivitas yang tinggi, dengan tingkat reflektivitas 90% untuk laser inframerah 1064 nm yang umum. Kedua, konduktivitas termal tembaga yang sangat baik menyebabkan panas cepat hilang, sehingga sulit mencapai efek pemrosesan yang diinginkan. Ketiga, pemrosesan membutuhkan laser berdaya tinggi, yang dapat menyebabkan deformasi tembaga. Meskipun pengelasan telah selesai, cacat dan lasan yang tidak lengkap masih sering terjadi.

Setelah bertahun-tahun eksplorasi, ditemukan bahwa laser dengan panjang gelombang yang lebih pendek, seperti laser hijau dan biru, lebih cocok untuk pengelasan tembaga. Hal ini mendorong perkembangan teknologi laser hijau dan biru.

Peralihan dari laser inframerah ke laser hijau dengan panjang gelombang 532 nm secara signifikan mengurangi reflektivitas. Laser dengan panjang gelombang 532 nm memungkinkan penyambungan sinar laser secara kontinu ke material tembaga, sehingga menstabilkan proses pengelasan. Efek pengelasan pada tembaga dengan laser 532 nm sebanding dengan efek pengelasan laser 1064 nm pada baja.

Di Tiongkok, daya komersial laser hijau telah mencapai 500 watt, sementara di tingkat internasional telah mencapai 3000 watt. Efek pengelasannya sangat signifikan pada komponen baterai litium. Dalam beberapa tahun terakhir, pengelasan tembaga dengan laser hijau, terutama di industri energi baru, telah menjadi sorotan.

Saat ini, sebuah perusahaan Tiongkok telah berhasil mengembangkan laser hijau yang sepenuhnya terhubung dengan serat optik dengan daya keluaran 1000 watt, yang sangat memperluas potensi aplikasi untuk pengelasan tembaga. Produk ini diterima dengan baik di pasar.

Dalam tiga tahun terakhir, teknologi laser biru baru telah menarik perhatian industri. Laser biru, dengan panjang gelombang sekitar 450 nm, berada di antara laser ultraviolet dan hijau. Penyerapan laser biru pada tembaga lebih baik daripada laser hijau, sehingga mengurangi reflektivitasnya hingga di bawah 35%.

Pengelasan laser biru dapat digunakan untuk pengelasan konduksi termal maupun pengelasan penetrasi dalam, sehingga menghasilkan "pengelasan bebas percikan" dan mengurangi porositas las. Selain meningkatkan kualitas, pengelasan tembaga dengan laser biru juga menawarkan keunggulan kecepatan yang signifikan, setidaknya lima kali lebih cepat daripada pengelasan laser inframerah. Efek yang dicapai dengan laser inframerah 3000 watt dapat dicapai dengan laser biru 500 watt, sehingga menghemat energi dan listrik secara signifikan.

Produsen Laser yang Mengembangkan Laser Biru

Produsen laser biru terkemuka antara lain Laserline, Nuburu, United Winners, BWT, dan Han's Laser. Saat ini, laser biru mengadopsi teknologi semikonduktor yang terhubung dengan serat optik, yang kepadatan energinya sedikit tertinggal. Oleh karena itu, beberapa perusahaan telah mengembangkan pengelasan komposit sinar ganda untuk mencapai efek pengelasan tembaga yang lebih baik. Pengelasan sinar ganda melibatkan penggunaan sinar laser biru dan sinar laser inframerah secara bersamaan untuk pengelasan tembaga, dengan posisi relatif kedua titik sinar yang disesuaikan secara cermat untuk mengatasi masalah reflektivitas tinggi sekaligus memastikan kepadatan energi yang memadai.

Memahami sifat material sangat penting saat menerapkan atau mengembangkan teknologi laser. Baik menggunakan laser biru maupun hijau, keduanya dapat meningkatkan penyerapan tembaga terhadap laser, meskipun laser biru dan hijau berdaya tinggi saat ini mahal. Diyakini bahwa seiring dengan semakin matangnya teknik pemrosesan dan menurunnya biaya operasional laser biru atau hijau, permintaan pasar akan melonjak.

Pendinginan Efisien untuk Laser Biru dan Hijau

Laser biru dan hijau menghasilkan panas yang signifikan selama pengoperasian, sehingga membutuhkan solusi pendinginan yang andal. TEYU Chiller, produsen pendingin terkemuka dengan pengalaman 22 tahun, menyediakan solusi pendinginan yang dirancang khusus untuk berbagai aplikasi industri dan laser. Pendingin air seri CWFL kami dirancang khusus untuk menawarkan pendinginan yang presisi dan efisien bagi sistem laser serat, termasuk yang digunakan dalam proses laser biru dan hijau. Dengan memahami kebutuhan pendinginan yang unik dari peralatan laser, kami menghadirkan pendingin yang kuat dan andal untuk meningkatkan produktivitas dan melindungi peralatan.

TEYU Chiller berkomitmen untuk tetap menjadi yang terdepan dalam teknologi pendinginan laser. Kami terus memantau tren dan inovasi industri dalam laser biru dan hijau, mendorong kemajuan teknologi untuk mendorong produktivitas baru dan mempercepat produksi pendingin inovatif guna memenuhi kebutuhan pendinginan industri laser yang terus berkembang.