Pengelasan Laser Bahan Tembaga: Laser Biru VS Laser Hijau

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

Industri Laser Perlu Memperkuat Riset Mengenai Sifat Material

Di Tiongkok, perkembangan pesat industri laser didorong oleh besarnya permintaan aplikasi. Namun, sebagian besar produsen peralatan laser berfokus terutama pada interaksi antara sinar laser dan komponen mekanis, sementara beberapa lainnya mempertimbangkan otomatisasi peralatan. Kurangnya penelitian tentang material, seperti menentukan parameter balok mana yang cocok untuk material yang berbeda. Kesenjangan dalam penelitian ini berarti bahwa beberapa perusahaan mengembangkan peralatan baru tetapi tidak dapat mengeksplorasi aplikasi barunya. Banyak perusahaan laser memiliki insinyur optik dan mekanik tetapi sedikit insinyur ilmu material, yang menyoroti kebutuhan mendesak untuk penelitian lebih lanjut tentang sifat material.

Reflektifitas Tembaga yang Tinggi Mendorong Pengembangan Teknologi Laser Hijau dan Biru

Dalam material logam, pemrosesan laser pada baja dan besi telah dieksplorasi dengan baik. Namun, pengolahan 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 dilakukan bertahun-tahun, teknologi laser masih kesulitan untuk memproses tembaga karena sifat-sifatnya.

Pertama, tembaga memiliki reflektivitas 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, laser berdaya lebih tinggi diperlukan untuk pemrosesan, yang dapat menyebabkan deformasi tembaga. Sekalipun pengelasan telah selesai, cacat dan pengelasan yang tidak lengkap sering terjadi.

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

Beralih dari laser inframerah ke laser hijau dengan panjang gelombang 532 nm secara signifikan mengurangi reflektivitas. Laser dengan panjang gelombang 532 nm memungkinkan penggabungan sinar laser secara terus-menerus ke material tembaga, sehingga menstabilkan proses pengelasan. Efek pengelasan pada tembaga dengan laser 532 nm sebanding dengan laser 1064 nm pada baja.

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

Saat ini, sebuah perusahaan China telah berhasil mengembangkan laser hijau yang sepenuhnya terhubung dengan serat dengan daya keluaran 1000 watt, 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, mengurangi reflektivitas hingga di bawah 35%.

Pengelasan laser biru dapat digunakan untuk pengelasan konduksi termal dan pengelasan penetrasi dalam, mencapai “pengelasan bebas percikan” dan mengurangi porositas las. Selain meningkatkan kualitas, pengelasan laser biru pada tembaga juga menawarkan keuntungan 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 terkemuka laser biru meliputi Laserline, Nuburu, United Winners, BWT, dan Han's Laser. Saat ini, laser biru mengadopsi rute teknologi semikonduktor berpasangan serat, yang sedikit tertinggal dalam kepadatan energi. 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 hati-hati 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 atau hijau, keduanya dapat meningkatkan penyerapan tembaga terhadap laser, meskipun laser biru dan hijau berdaya tinggi saat ini mahal. Dipercaya bahwa seiring makin matangnya teknik pemrosesan dan menurunnya biaya operasional laser biru atau hijau, permintaan pasar akan benar-benar melonjak.

Pendinginan Efisien untuk Laser Biru dan Hijau

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

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