تجزیه و تحلیل فناوری برش لیزری شینه مسی برهنه: اصول، مزایا و بهینه سازی فرآیند

 

به عنوان ماده رسانای هسته در سیستم قدرت، شینه‌های مسی لخت به طور گسترده در تجهیزات انتقال و تبدیل نیرو، وسایل برقی با ولتاژ بالا و پایین و سیم‌پیچ‌های موتور استفاده می‌شوند. الزامات عملکرد آن نه تنها شامل هدایت عالی و استحکام مکانیکی، بلکه استانداردهای سختگیرانه برای دقت پردازش و کیفیت سطح است. تکنیک‌های پردازش سنتی مانند پانچ کردن و کشیدن مشکلاتی مانند باقی‌مانده سوراخ، تمرکز تنش و چرخه پردازش طولانی دارند که برآوردن الزامات دقت تجهیزات پیشرفته برای قطعات رسانا دشوار است. فناوری برش لیزری، با ویژگی‌های پردازش غیرتماسی، راه‌حلی نوآورانه برای پردازش با دقت- شینه‌های مسی لخت ارائه می‌کند.

 

 

 

 

 

(I) اصل فنی
برش لیزری یک پرتو لیزر با چگالی بالا{0}} (چگالی انرژی می‌تواند به بیش از 106 وات بر سانتی‌متر مربع برسد) متمرکز می‌کند تا فوراً مواد سطحی Copper BusBar را تا دمای تبخیر (حدود 2567 درجه) گرم کند تا سوراخ‌های تبخیر کوچکی ایجاد شود. همزمان، گاز کمکی با فشار بالا (مانند نیتروژن یا اکسیژن) هم محور با پرتو، باقیمانده فلز مذاب را از بین می برد و با حرکت سر لیزر در مسیر از پیش تعیین شده، برش مداوم حاصل می شود. این فرآیند هدایت گرما، تغییر فاز تبخیر و دینامیک جریان هوا را برای دستیابی به پردازش دقیق از سطح میلی‌متری به میکرون- ترکیب می‌کند.

(II) ویژگی های فرآیند
پردازش بدون استرس-: برش تماس غیر-مکانیکی از فشار مکانیکی باقیمانده فرآیندهای پانچ و برش سنتی جلوگیری می‌کند، پایداری ساختار سازمانی داخلی باس بار الکتریکی را تضمین می‌کند و به ویژه برای الزامات اتصال قطعات الکتریکی دقیق مناسب است.

کیفیت لبه فوق‌{0}دقیق: زبری لبه برش می‌تواند به Ra کمتر یا برابر با 12.5 میکرومتر برسد، بدون ایجاد سوراخ، پوسته‌کردن و سایر نقص‌ها، کاهش فرآیندهای آسیاب بعدی و برآورده کردن مستقیم الزامات بسته‌بندی عایق.

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، شکستن محدودیت های شکل پردازش قالب سنتی.

 

 

 

 

(I) اقدامات متقابل برای پردازش مواد با انعکاس بالا{{0}
مس دارای ویژگی های بازتابی بالا (نرخ جذب لیزر با طول موج 1μm) است<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:

طراحی مسیر نوری ضد{0}}بالا-بازتابی: از یک سیستم مسیر نوری کاملاً محصور و لنزهای فیلم دی الکتریک چند لایه استفاده کنید تا آسیب نور منعکس شده به اجزای نوری را کاهش دهید و از پایداری انرژی خروجی اطمینان حاصل کنید.

Energy modulation technology: combining pulsed laser and waveform optimization algorithm, through peak power increase (>10 کیلو وات) و کنترل عرض پالس (10-100μs)، به سرعت از آستانه بازتاب مواد عبور می کند و به تبخیر کارآمد می رسد.

(II) کنترل هماهنگ پارامترهای فرآیند
تطبیق سرعت برش: به صورت دینامیکی سرعت (0.5-5 متر در دقیقه) را با توجه به ضخامت صفحه (0.5-30 میلی متر) تنظیم کنید تا از باقی مانده سرباره ناشی از سرعت خیلی سریع یا تغییر شکل حرارتی ناشی از سرعت بسیار کم جلوگیری کنید.

بهینه‌سازی فشار گاز: گاز کمکی 0.5- 2مگاپاسکال با فشار بالا-برای اطمینان از تخلیه به موقع سرباره و مهار واکنش اکسیداسیون استفاده می‌شود (ضخامت لایه اکسید کمتر از 10 میکرومتر در صورت استفاده از محافظ نیتروژن است).

 

 

شاخص های عملکرد	برش لیزری	پانچ و برش سنتی	ماشینکاری الکترو-جرقه ای
دقت ابعادی	± 0.1 میلی متر	± 0.5 میلی متر	± 0.05 میلی متر
زبری سطح	Ra کمتر یا مساوی 12.5μm	Ra بزرگتر یا مساوی 25μm	Ra کمتر یا مساوی 6.3μm
میزان استفاده از مواد	＞95%	70%-85%	85%-90%
کارایی پردازش	50-200 قطعه در ساعت	10-30 قطعه در ساعت	20-50 قطعه در ساعت
سازگاری با اشکال پیچیده	عالی	بیچاره	خوب

 

در مقایسه با فرآیندهای سنتی، فناوری برش لیزری هزینه‌های قالب را کاهش می‌دهد و چرخه تصحیح (از 72 ساعت به 4 ساعت) را از طریق تولید بدون قالب کاهش می‌دهد، در حالی که فرآیندهای کمکی مانند بازپخت و آسیاب را کاهش می‌دهد و هزینه کلی تولید را 30 تا 50 درصد کاهش می‌دهد. در زمینه های نوظهور مانند ایستگاه های پایه 5G و وسایل نقلیه انرژی جدید، قابلیت های پردازش کارآمد و انعطاف پذیر آن به طور قابل توجهی فضای طراحی یکپارچه اجزای رسانا را بهبود می بخشد.

 

 

(I) نکات کلیدی کنترل فرآیند
نظارت بر پارامترهای محیطی: دمای محیط پردازش (2±20 درجه) و رطوبت (کمتر یا مساوی 60٪ RH) را حفظ کنید تا از اکسیداسیون سطح مس از تأثیر بر کیفیت برش جلوگیری شود.

ادغام تشخیص آنلاین: نظارت بر زمان واقعی انحراف مسیر برش (دقت ± 0.05 میلی متر) از طریق یک سیستم بصری CCD، همراه با یک الگوریتم AI برای جبران خودکار خطای حرکت.

(II) جهت تکامل فناوری
کاربرد لیزر فوق سریع: فناوری لیزر فمتوثانیه (10-15 سطح دوم) می تواند به "پردازش سرد" دست یابد، به طور قابل توجهی منطقه تحت تاثیر حرارت را کاهش دهد (50 میکرومتر)، و قابلیت اطمینان پردازش باسبارهای فوق نازک (0.1 میلی متر) را بهبود بخشد.

خط تولید هوشمند: بر اساس فناوری دوقلو دیجیتال، بهینه‌سازی خود{0} پارامترهای برش و نگهداری پیش‌بینی وضعیت تجهیزات تحقق می‌یابد، و راندمان پردازش بیش از 20% بهبود می‌یابد.

 

 

 

 

تکنولوژی برش لیزری به انتخاب اصلی تبدیل شده استشینه مسی برهنهپردازش به دلیل دقت، انعطاف پذیری و کارایی آن. با پیشرفت‌های مداوم در لیزرهای فیبر{1} پرقدرت و الگوریتم‌های کنترل هوشمند، این فناوری همچنان در انرژی‌های جدید، تولید تجهیزات پیشرفته و سایر زمینه‌ها به کار می‌رود و پردازش مواد رسانا را به سمت دقت و سبزی بالا ارتقا می‌دهد. شرکت کنندگان در صنعت باید به طور مداوم پارامترهای فرآیند را بهینه کنند و نوآوری یکپارچه سازی تجهیزات را تقویت کنند تا با تقاضای روزافزون- بازار مقابله کنند.