Berita - Aplikasi utama laser dalam industri

Sejak kemunculannya pada tahun 1960-an, teknologi laser telah berkembang pesat menjadi alat utama dalam bidang pembuatan perindustrian kerana ketumpatan tenaga yang tinggi, arah yang baik dan kebolehkawalannya. Berbanding dengan kaedah pemprosesan mekanikal tradisional, pemprosesan laser mempunyai kelebihan yang ketara seperti tanpa sentuhan, ketepatan tinggi dan tahap automasi yang tinggi, dan digunakan secara meluas dalam pembuatan perindustrian seperti pemotongan bahan, kimpalan, penandaan, penggerudian dan pembuatan bahan tambahan. Mengikut jenis laser dan ciri prosesnya, pemprosesan laser perindustrian dibahagikan kepada tiga kategori: pemotongan laser, kimpalan laser dan pembuatan bahan tambahan laser. Setiap kaedah proses mempunyai mekanisme tindakan dan skop aplikasi yang unik.

Pemotongan laser

Pemotongan laser merupakan salah satu aplikasi laser perindustrian yang paling matang. Ia menggunakan pancaran laser berkuasa tinggi untuk mencairkan dan mengewapkan bahan, dan digabungkan dengan gas tambahan untuk meniup sanga, mencapai pemotongan yang cekap dan tepat. Laser CO₂ dan laser gentian kini merupakan peralatan arus perdana, sesuai untuk memotong plat bahan sederhana dan nipis seperti keluli karbon, keluli tahan karat dan aloi aluminium. Kelebihan teknologi ini terletak pada celahnya yang sempit, zon kecil yang terjejas haba, tidak memerlukan acuan dan keupayaan untuk menukar laluan pemprosesan dengan cepat. Ia amat sesuai untuk industri permintaan tinggi seperti pembuatan automotif, pemprosesan logam lembaran dan aeroangkasa.

Dalam pembuatan automotif, pemotongan laser digunakan untuk menghasilkan pelbagai komponen daripada panel badan hinggalah enjin. Contohnya, laser gentian digunakan untuk pemotongan berketepatan tinggi bagi komponen keluli berkekuatan tinggi, sekali gus mencapai pengurangan berat pada automobil.

(2) Industri aeroangkasa juga mendapat manfaat daripada teknologi pemotongan laser, terutamanya dalam pengeluaran komponen kompleks yang diperbuat daripada bahan canggih seperti titanium dan bahan komposit. Contohnya, laser ultra pantas boleh digunakan untuk memotong komponen aloi titanium dengan bentuk kompleks, sambil meminimumkan kerosakan haba dan memastikan integriti struktur komponen, sekali gus meningkatkan prestasi dan keselamatan komponen aeroangkasa dengan ketara.

Kimpalan laser

Kimpalan laser mencapai sambungan dengan mencairkan bahan logam dengan pantas menggunakan pancaran laser, yang menampilkan penembusan yang mendalam, kelajuan tinggi dan input haba yang rendah. Mod kimpalan biasa termasuk kimpalan laser berterusan dan kimpalan laser berdenyut, yang sesuai untuk senario kimpalan ketepatan plat nipis dan kimpalan penembusan yang mendalam. Berbanding dengan kimpalan arka, sambungan kimpalan laser mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dan kurang ubah bentuk, dan boleh digunakan dalam bidang seperti pembungkusan bateri, kimpalan komponen keluli tahan karat dan pembuatan komponen struktur kuasa nuklear. Terutamanya dalam pembuatan bateri, kimpalan laser telah menjadi kaedah sambungan arus perdana.

(1) Dalam industri automotif, kimpalan laser digunakan untuk menyambungkan panel badan, komponen enjin dan bahagian kritikal yang lain. Contohnya, laser gentian digunakan untuk kimpalan berketepatan tinggi komponen keluli berkekuatan tinggi untuk membentuk sambungan yang kuat dan tahan lama.

(2) Dalam industri elektronik, kimpalan laser digunakan untuk sambungan berketepatan tinggi bagi komponen kecil dan tepat. Contohnya, laser diod digunakan untuk mengimpal sel bateri dalam bateri litium-ion bagi memastikan kebolehpercayaan sambungan elektrik.

(3) Dalam industri aeroangkasa, Boeing 787 Dreamliner menggunakan teknologi kimpalan laser untuk menyambungkan aloi titanium dan bahan komposit, sekali gus mengurangkan bilangan rivet dengan ketara, menurunkan berat fiuslaj dan meningkatkan kecekapan bahan api.

Teknologi laser, sebagai tonggak penting dalam pembuatan canggih, sentiasa mengembangkan sempadan aplikasi perindustriannya. Pada masa ini, pemprosesan laser juga sedang berkembang ke arah kuasa yang lebih tinggi, ketepatan yang lebih tinggi dan hala tuju integrasi berbilang proses, seperti kimpalan komposit arka laser-elektrik, pemprosesan mikro ultra pantas laser dan sistem pemantauan pintar laser. Pada masa hadapan, dengan kemajuan berterusan laser semikonduktor berkuasa tinggi, sistem kawalan pintar dan konsep pembuatan hijau, pemprosesan laser akan terus memainkan peranan penting dalam pembuatan pintar, produk yang diperibadikan dan bidang pemprosesan bahan yang ekstrem.