Paljaan kuparikiskon laserleikkaustekniikan analyysi: periaatteet, edut ja prosessin optimointi

 

Sähköjärjestelmän ydinjohtavana materiaalina paljaita kuparikiskoja käytetään laajalti voimansiirto- ja muunnoslaitteissa, korkea- ja pienjännitesähkölaitteissa ja moottorin käämeissä. Sen suorituskykyvaatimukset sisältävät paitsi erinomaisen johtavuuden ja mekaanisen lujuuden, myös tiukat standardit työstötarkkuudelle ja pinnan laadulle. Perinteisissä prosessointitekniikoissa, kuten lävistyksessä ja piirtämisessä, on ongelmia, kuten pursejäännös, jännityksen keskittyminen ja pitkä prosessointijakso, joita on vaikea täyttää johtavien osien huippuluokan laitteiden tarkkuusvaatimukset. Laserleikkaustekniikka kontaktittoman käsittelyominaisuuksineen tarjoaa innovatiivisen-ratkaisun paljaiden kuparikiskojen tarkkaan käsittelyyn.

 

 

 

 

 

(I) Tekninen periaate
Laserleikkaus fokusoi suuren -tehotiheyden lasersäteen (energiatiheys voi nousta yli 10⁶ W/cm²) lämmittääkseen kuparikiskon pintamateriaalin välittömästi höyrystymislämpötilaan (noin 2567 astetta) pienten höyrystymisreikien muodostamiseksi. Samanaikaisesti säteen kanssa koaksiaalinen korkeapaineinen apukaasu (kuten typpi tai happi) puhaltaa pois sulan metallijäännöksen, ja jatkuva leikkaus saavutetaan laserpään liikkuessa ennalta asetettua lentorataa pitkin. Tässä prosessissa yhdistyvät lämmönjohtavuus, höyrystymisvaiheen muutos ja ilmavirtausdynamiikka millimetrin{6}}tasosta mikroniin{7}}tarkkuuden saavuttamiseksi.

(II) Prosessin ominaisuudet
Jännitys-vapaa käsittely: Ei--mekaaninen kosketusleikkaus välttää perinteisten lävistys- ja leikkausprosessien mekaanisen jäännösjännityksen, varmistaa sähkökiskon sisäisen organisaatiorakenteen vakauden ja sopii erityisen hyvin tarkkuussähkökomponenttien liitäntävaatimuksiin.

Äärimmäisen-tarkkuusreunan laatu: Leikkaavan reunan karheus voi olla Ra Alle 12,5 μm ilman purseita, kuoriutumista ja muita vikoja, mikä vähentää myöhempiä hiontaprosesseja ja täyttää suoraan eristyspakkausvaatimukset.

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, murtaa perinteisen muottikäsittelyn muotorajoitukset.

 

 

 

 

(I) Vastatoimenpiteet voimakkaasti{0}}heijastavan materiaalin käsittelyyn
Kuparilla on korkea heijastavuus (absorptionopeus 1 μm aallonpituudella laser).<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:

Anti-korkea-heijastava optinen polku: käytä täysin suljettua optista polkujärjestelmää ja monikerroksisia dielektrisiä linssejä- vähentääksesi heijastuneen valon vaurioita optisille komponenteille ja varmistaaksesi energiantuotannon vakauden.

Energy modulation technology: combining pulsed laser and waveform optimization algorithm, through peak power increase (>10 kW) ja pulssinleveyden säätö (10-100μs), rikkoo nopeasti materiaalin heijastuskynnyksen ja saavuttaa tehokkaan höyrystymisen.

(II) Prosessiparametrien koordinoitu ohjaus
Leikkausnopeuden sovitus: säädä nopeutta (0,5-5m/min) dynaamisesti levyn paksuuden (0,5-30mm) mukaan, jotta vältytään liian suuresta nopeudesta aiheutuvasta kuonasta tai liian hitaasta nopeudesta aiheutuvasta lämpömuodonmuutoksesta.

Kaasunpaineen optimointi: 0.5- 2MPa korkeapaineista-apukaasua käytetään varmistamaan oikea-aikainen kuonapurkaus ja estämään hapetusreaktio (oksidikerroksen paksuus on alle 10 μm, kun käytetään typen suojausta).

 

 

Suorituskykyindikaattorit	Laserleikkaus	Perinteinen lävistys ja leikkaus	Sähkö{0}}kipinätyöstö
Mittojen tarkkuus	±0,1 mm	±0,5 mm	±0,05 mm
Pinnan karheus	Ra Pienempi tai yhtä suuri kuin 12,5 μm	Ra Suurempi tai yhtä suuri kuin 25 μm	Ra Pienempi tai yhtä suuri kuin 6,3 μm
Materiaalin käyttöaste	＞95%	70%-85%	85%-90%
Käsittelyn tehokkuus	50-200 kpl/tunti	10-30 kpl/tunti	20-50 kpl/tunti
Mukautumiskyky monimutkaisiin muotoihin	Erinomainen	Huono	Hyvä

 

Perinteisiin prosesseihin verrattuna laserleikkaustekniikka vähentää muottikustannuksia ja lyhentää kohotusjaksoa (72 tunnista 4 tuntiin) muotittomalla tuotannolla samalla, kun se vähentää apuprosesseja, kuten hehkutusta ja hiontaa, ja alentaa kokonaistuotantokustannuksia 30–50%. Kehittyvillä aloilla, kuten 5G-tukiasemat ja uudet energiaajoneuvot, sen tehokkaat ja joustavat prosessointiominaisuudet parantavat merkittävästi johtavien komponenttien integroitua suunnittelutilaa.

 

 

(I) Prosessin ohjauksen avainkohdat
Ympäristöparametrien valvonta: Säilytä käsittelyympäristön lämpötila (20±2 astetta) ja kosteus (vähemmän tai yhtä suuri kuin 60 % RH) estääksesi kuparin pinnan hapettumisen vaikuttamasta leikkauslaatuun.

Verkkotunnistuksen integrointi: Leikkausradan poikkeamien reaaliaikainen-seuranta (tarkkuus ±0,05 mm) CCD-visuaalisella järjestelmällä yhdistettynä AI-algoritmiin, joka kompensoi automaattisesti liikevirheen.

(II) Teknologian kehityssuunta
Ultranopea lasersovellus: Femtosekunnin (10⁻¹⁵ toisen tason) laserteknologialla voidaan saavuttaa "kylmäkäsittely", vähentää merkittävästi lämmön vaikutusaluetta (＜50 μm) ja parantaa ultra-ohuiden virtakiskojen (＜0,1 mm) käsittelyn luotettavuutta.

Älykäs tuotantolinja: Digitaaliseen kaksoistekniikkaan perustuva leikkausparametrien itseoptimointi-ja laitteiden tilan ennakoiva ylläpito toteutuu, ja käsittelytehokkuus paranee yli 20 %.

 

 

 

 

Laserleikkaustekniikasta on tullut yleisin valintapaljas kuparivirtakiskokäsittelyn tarkkuuden, joustavuuden ja tehokkuuden ansiosta. Suuritehoisten kuitulaserien ja älykkäiden ohjausalgoritmien jatkuvan läpimurron ansiosta tätä tekniikkaa sovelletaan jatkossakin uusilla energia-,-huippuluokan laitevalmistus- ja muilla aloilla, ja se edistää johtavien materiaalien käsittelyä kohti suurta tarkkuutta ja ympäristöystävällisyyttä. Alan toimijoiden on jatkuvasti optimoitava prosessiparametreja ja vahvistettava laiteintegraatioinnovaatioita vastatakseen jatkuvasti-kasvavaan markkinoiden kysyntään.