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Shimadzu Corporation atingiu a maior produção do mundo de 6 kW para seu laser de diodo azul direto BLUE IMPACT. Além disso, pela primeira vez no mundo com laser azul, a “tecnologia de controle de perfil sob demanda” foi equipada, o que permite ajustar o formato do feixe de irradiação de acordo com o alvo de processamento. Isso permite soldagem estável mesmo em alta potência e realiza processamento de alta qualidade e alto rendimento. A produção de 6 kW do laser de diodo azul direto é aproximadamente quatro vezes a produção registrada em um projeto NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization) no ano fiscal de 2020.

Com a mudança para a eletrificação de automóveis, os principais componentes estão sendo substituídos de motores e transmissões para motores e baterias, levando a uma demanda crescente por processamento de materiais de cobre puro com alta condutividade elétrica e térmica. Comparados aos lasers infravermelhos usados no processamento a laser convencional, os lasers azuis com comprimento de onda de 400 a 460 nm têm uma maior eficiência de absorção óptica para metais e são uma fonte de luz adequada para processamento de materiais de cobre puro. Além disso, os lasers de diodo têm velocidade de resposta superior, operabilidade remota e livre de manutenção em comparação aos lasers tradicionais. Portanto, o laser de diodo azul direto é uma ferramenta indispensável para soldar materiais de cobre puro, o que será importante para a adoção generalizada de veículos elétricos (VEs).

O laser de diodo azul direto de 6 kW consiste em um laser de diodo azul direto de 1 kW desenvolvido recentemente e um cabeçote de processamento exclusivo que combina a luz de saída de 6 dos mesmos dispositivos laser. Um formato de núcleo retangular (200 um × 400 um) é usado para a fibra de saída do laser de diodo azul direto de 1 kW. No caso de um formato circular convencional, há uma diferença na transferência de calor entre o centro e a periferia durante a varredura, mas o formato de irradiação retangular permite aquecimento uniforme em toda a área e alto brilho com a área de irradiação expandida realizando processamento estável e de alta velocidade. Além disso, o sistema implementa a primeira tecnologia de controle de perfil sob demanda do mundo, que controla independentemente a potência de saída e a posição de irradiação do feixe de cada um dos 6 lasers agrupados. Ao controlar os feixes de laser para corresponder ao formato da peça de trabalho, de modo que um feixe forte seja direcionado para o centro da área de fusão e um feixe mais fraco seja direcionado ao redor do centro, a dispersão de partículas de metal fundido durante a soldagem pode ser suprimida, e um processamento de alta qualidade pode ser alcançado.

Shimadzu participa de um projeto NEDO sobre tecnologia de processamento usando lasers de alto brilho e alta eficiência desde o ano fiscal de 2016 e, trabalhando com o professor Masahiro Tsukamoto do Laser Materials Processing, Research Division of Materials Joining Process, Joining and Welding Research Institute, Universidade de Osaka, desenvolvemos uma tecnologia exclusiva para combinar a saída de vários elementos de laser de diodo azul para atingir o alto brilho e a alta potência de saída necessários para uma fonte de luz de processamento a laser. Shimadzu está atualmente colaborando com um grande fabricante de máquinas-ferramentas para buscar a implementação social dessa tecnologia. Utilizando a tecnologia BLUE IMPACT desenvolvida ao longo dos anos, Shimadzu desenvolverá uma fonte de luz que pode ser usada para soldar motores EV, baterias, inversores e outros componentes.

• * “BLUE IMPACT” é uma marca registrada da Shimadzu Corporation.

(a) Vista superior

(b)Vista inferior

Exemplo de processamento de penetração de alta velocidade a 170 cm/min em uma placa de cobre de 3 mm de espessura.
O processamento de alta qualidade com redução de respingos é obtido pelo controle de perfil.

(a) Exemplo de soldagem de peça retangular plana
fio de cobre para bobina de motor

(b) Imagem de TC

Exemplo de soldagem de fio plano de cobre para bobinas de motor e inspeção não destrutiva da área soldada usando um sistema de TC de raios X microfocus Shimadzu. Processamento de alta velocidade sem blowholes (poros no metal de solda) foi obtido para um fio quadrado de 2 mm × 4 mm.