Лазерна термообработка с VCSEL

Пластмасите могат да бъдат заварени посредством лазерно облъчване. При този метод две термопластични пластмаси се съединяват с помощта на лазерен лъч. Той прониква през прозрачния повърхностен слой на детайла и нагрява намиращия се отдолу, поглъщащ лъчението детайл. Абсорбиращият базов пластмасов материал се стопява и следователно се слива с прозрачната зона на съединяване. Системите за нагряване с VCSEL могат в един единствен цикъл едновременно да заварят и нагреят зоната на прилагане на детайла.

Системите с VCSEL предлагат индивидуализирани, високопроизводителни решения за процеси на полагане на влакна и наслояване на ленти. Така, благодарение на термообработката с VCSEL лазери, могат с възможност за изменения и гъвкаво да се произвеждат композитни материали.

Матриците от VCSEL са подходящи за промишленото производство на мебелни плоскости. Те постигат безшевно стопяване на ръбове и повърхности и с това постигат много добри производствени резултати. Компактен и надежден VCSEL източник на термообработката предоставя инфрачервена мощност на лазера, която може да се контролира целенасочено и прецизно, и се отличава с висока производителност, преди всичко при приложения в производството.

Системите с VCSEL могат да ускорят около три пъти запечатването на клетки Pouch. За целта те внасят топлина за заваряването във вътрешността на Pouch фолиото, близо до зоната на заваряване. Термообработката осигурява и много прецизно запечатване. Благодарение на това експлоатационният живот на батерийните клетки се удължава, тъй като се предотвратява образуването на гънки във фолиото. Този метод повишава качеството и хомогенността на клетките Pouch.

След нанасянето на покритие батерийните фолиа се сушат, за да се отстранят евентуални разтворители от техните активни материали. Промишлените системи с VCSEL са оптимални за процеси на термообработка на голяма площ , както и за сушенето на фолио. По-специално термообработката с лазерни матрици от VCSEL е много гъвкава, що се отнася до изменяемостта и интензивността на облъчването. Големи зони от повърхността могат да бъдат нагрявани с високоточно, локално управление на инфрачервеното лъчение със селективна дължина на вълната.

Локалното омекотяване на детайли от каросерийна стомана в автомобилната промишленост е предназначено за целенасоченото подлагане на определени зони на термообработка. Към тях спадат например B-колоните. Решенията с VCSEL предлагат бърз и лесен път към селективното омекотяване на високоякостни стоманени детайли.

Матриците от VCSEL позволяват хомогенно нагряване на силициеви пластини. Поради своето равномерно и бързо нагряване те са идеални за бързата термична обработка (Rapid Thermal Processing, RPT) в производството на пластини. Отделните зони на нагряване могат да се управляват много точно. Лазерната топлина позволява много бързо повишаване на температурата от няколкостотин градуса по Целзий в секунда. Благодарение на отличното локално управление чрез температурни профили, VCSEL повишават качеството на пластините.

Лазерните матрици от VCSEL правят производството на соларни клетки по-ефективно. Изгарянето на състоящите се от сребърни частици контакти върху повърхността на соларните клетки се нарича „Firing“. Използването на системи с VCSEL за този процес предлага редица предимства. При бързото изгаряне с лазерни лъчи соларните клетки се нагряват, докато останалата зона на пещта в голяма степен остава хладна. Лазерните лъчи като източник на топлина повишават енергийната и икономическата ефективност. Освен това необходимото място за пещта е по-малко и експлоатационният живот се удължава. Тези характеристики на нагревателните системи с диодни лазери могат значително да намалят производствените разходи.

Матриците от VCSEL могат да повишат ефективността на соларните клетки. Високомощните VCSEL модули за облъчване на монокристални силициеви соларни клетки при ултрабърза регенерация предотвратяват трайно и за секунди реактивното образуване на бор-кислород. Резултатът: значително повишена ефективност на клетките. Този процес е както ефективен, така и във висока степен локализиран по отношение на интензивността и целевата зона. Ultrafast Cell Regeneration носи значително предимство за ефективността на високомощни соларни клетки.

При ултрабързото Light Soaking енергийните бариери се разрушават по време на производството чрез интензивното лъчение и високите температури, създадени от системите за нагряване с VCSEL. Този процес понижава вътрешното съпротивление на соларната клетка и я кара да работи по-ефективно. Следователно, системите с VCSEL могат да повишат ефективността на соларните клетки.

При LAS сачми за запояване директно се запояват върху платки с помощта на инфрачервена термообработка с VCSEL лазер, което е от особено предимство в случаите на малки сачми и стъпки между проводниците. При LAS VCSEL лазерите гарантират високопрецизна локална термообработка и най-високо качество на местата на заваряване. Като допълнително предимство лазерната термообработка повишава експлоатационния живот на платките.

Методът LAB използва като връзки Flip чип върху платка и сачми за запояване. Системата с VCSEL нагрява чипа отгоре, а енергията на лазера, предавана чрез силициев чип, стапя сачмите за запояване между чипа и платката. Това позволява нагряването на по-големи зони от цялата платка с няколко чипа – при по-висока изходна мощност, отколкото при други решения.

Когато трябва да се произведат метални детайли с Additive Manufacturing, топлинните градиенти често се отразяват негативно върху синтерованите детайли. Напреженията могат да се минимизират чрез базирана на VCSEL лазерна топлина отгоре. Лазерната топлина намалява значително намалява топлинните напрежения и деформацията на принтирания детайл. Това осигурява подобрени механични свойства на детайла.