作为先进制造的支撑技术之一,脉冲激光器凭借高精度、低热变形、高效率和短周期等优点,在汽车、电子、航空、光伏和消费品等领域的应用中大放异彩,其对提高产品质量、加工效率以及减少耗材和节能减排起到越来越重要的作用。因此脉冲激光器在我国发展高端精密制造过程中发挥重要作用,也是世界所关注的重要领域。
当前,脉冲激光器主要用于切割、打标、雕刻、钻孔为主,激光清洗的应用稍逊。激光清洗的主要作用机理与激光打标较为相似,是通过高能量密度的光束使材料表面温度升高而发生热膨胀,热膨胀使污染物或者基底振动,从而使污染物克服表面吸附力从脱离基底表面,继而达到去除污渍的目的。
如今,随着激光清洗技术取得长足发展,众多激光器厂家正深度拓展更多领域的应用,多点发力,使之成为新市场增长点,尤其是在新能源汽车、半导体、5G等领域,使用激光清洗意义重大。
由于新能源汽车的续航、安全等关键性能与动力电池息息相关,作为核心部件,动力电池对生产设备的要求非常高。它的制造过程可分为极片制造、电芯制作以及电池组装三部分,其中应用了非常多激光加工工艺,如极片切割、极耳切割,壳体打标以及激光清洗。使用脉冲激光清洗主要用于后段的组装环节,即在电池焊接前进行激光清洗,以去除电芯极柱端面的污物、金属碎屑、粉尘等,为电池焊接提前做准备,提升焊接整体质量,提高电池制造工艺水平。
由于动力电池正负极金属材料采用的铜材和铝材,恰恰具有高反特性,纳飞光电研发设计的355nm紫外纳秒激光器能达到非常好的清洗效果。首先是大部分材料对紫外光的吸收率较高,铜材和铝材在波长355nm处仍有较高的吸收率,加之紫外光的单光子能量高,重复频率高,最高可达100KHz,去除表面物质更高效,同时它的脉冲序列稳定,能够满足动力电池生产线上7*24小时作业,非常符合动力电池产能的旺盛需求。
另外,激光加工的无耗材、无污染也尤为符合当前绿色节能的环保主流,也是未来工业发展的趋势。激光清洗作为一种绿色清洗技术,有望随着新能源汽车市场高速发展,提升发展潜力。
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