Серия прямых синих диодных лазеров BLUE IMPACT от компании представляет собой значительный шаг вперед в решении одной из самых насущных проблем производства: эффективной сварки высокоотражающих чистых медных материалов, необходимых для аккумуляторных батарей и электродвигателей электромобилей.
Последняя инновация Shimadzu обеспечивает беспрецедентную выходную мощность 6 кВт — в четыре раза превышающую эталон, установленный японским проектом NEDO в 2020 году. Такая выдающаяся плотность мощности позволяет выполнять однопроходную сварку толстых медных компонентов, которые ранее требовали нескольких циклов обработки, что значительно повышает эффективность производства.
В производстве электродвигателей электромобилей, где соединения обмоток статора требуют исключительной точности, высокая мощность системы обеспечивает стабильные, высококачественные сварные швы, которые напрямую влияют на производительность и долговечность двигателя. Аналогично, для производства аккумуляторных батарей эта технология предлагает надежные решения для сварки выводов — критически важного процесса, влияющего как на эффективность передачи энергии, так и на безопасность.
Серия BLUE IMPACT представляет собой первую в отрасли технологию "формирования луча по требованию" для синих лазеров. Независимо управляя мощностью и положением шести лазерных лучей, система концентрирует интенсивную энергию в центре сварного шва, окружая его лучами меньшей интенсивности. Этот инновационный подход значительно снижает разбрызгивание — распространенный дефект при сварке меди, который снижает качество и создает опасность на рабочем месте.
Адаптивная система управления динамически регулирует профили луча в соответствии с конкретной геометрией заготовки, будь то сварка с глубоким проплавлением с концентрированной энергией или сварка широкой поверхности с распределенным теплоподводом.
В отличие от обычных круглых лучей, создающих неравномерное распределение тепла, прямоугольное оптоволоконное ядро системы (200 мкм × 400 мкм) обеспечивает равномерное рассеивание энергии по всей площади сварного шва, позволяя осуществлять стабильную высокоскоростную обработку.
Длина волны синего лазера 400-460 нм демонстрирует значительно более высокое поглощение в меди по сравнению с традиционными инфракрасными лазерами — обычно в 5-10 раз эффективнее. Эта характеристика, в сочетании с быстрым откликом и необслуживаемой работой полупроводниковых лазеров, делает технологию особенно подходящей для медных применений.
Система мощностью 6 кВт объединяет шесть недавно разработанных синих диодных лазеров мощностью 1 кВт через усовершенствованную оптическую головку для комбинирования лучей. Точное управление фазой поддерживает когерентность луча при объединении, а инновационные решения для охлаждения обеспечивают стабильную работу при высокой мощности.
С 2016 года Shimadzu сотрудничает с профессором Масахиро Цукамото из Исследовательского института сварки и соединения Университета Осаки в рамках проекта, спонсируемого NEDO, по разработке технологии высокояркой лазерной обработки. Это партнерство привело к созданию основного метода комбинирования лучей, который обеспечивает как высокую мощность, так и точность.
В настоящее время компания работает с крупным производителем станков над коммерциализацией технологии, уделяя особое внимание производству компонентов для электромобилей, включая электродвигатели, аккумуляторные модули и силовую электронику.
Это технологическое достижение появляется в то время, когда мировое производство электромобилей сталкивается с растущими требованиями к надежному, высокопроизводительному производству компонентов с высоким содержанием меди. Отраслевые аналитики предполагают, что улучшенная способность к сварке может помочь устранить производственные узкие места, одновременно повышая качество продукции.
Помимо автомобильных применений, технология обещает быть перспективной для производства электроники, медицинских устройств и аэрокосмических компонентов — всех областей, требующих точного соединения отражающих материалов.
Shimadzu, основанная в 1875 году и расположенная в Киото, сохраняет свою приверженность разработке аналитических приборов, медицинских систем и промышленного оборудования, которые поддерживают технологический прогресс в различных секторах.
