يحقق ليزر ثاني أكسيد الكربون + ليزر النانو ثانية أحادي الوضع عملية تجريد الطبقة العازلة من خطوتين للمساعدة في تحسين كفاءة المحرك

المؤلف: جيسيكا شوبر، ديمتري باديوكوف، مالتي هيمريش،مختبر تطبيقات نوفانتا

تلعب دبابيس الشعر دورًا حيويًا عند إنتاج الأجزاء الثابتة للمحركات الكهربائية والمولدات. دبوس الشعر عبارة عن سلك نحاسي مستطيل مطلي بطبقة عازلة عضوية، والتي تتميز بمزايا معدل ملء الفتحة العالي وكفاءة المحرك مقارنة بالأسلاك النحاسية المعزولة المستديرة والمرنة. ومع ذلك، فإن الملف ذو دبوس الشعر سميك نسبيًا، مما يشكل تحديًا لتكنولوجيا اللف التقليدية وتجريد المواد العازلة. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى أعمال لحام مكثفة لربط دبابيس الشعر بعد تجميع الجزء الثابت.

من أجل تحقيق لحام فعال وعالي الجودة لأطراف دبوس الشعر، يجب أن يكون سطح السلك النحاسي نظيفًا وخاليًا من المخلفات. تؤثر نظافة سطح دبوس الشعر بشكل مباشر على جودة اللحام والأداء العام للمحرك. لذلك، يجب استخدام عملية مهمة جدًا في عملية إنتاج دبابيس الشعر - تجريد الطبقة العازلة لدبابيس الشعر لإزالة المادة العازلة أو الخزفية الموجودة على الشكل النحاسي المستطيل. تعمل Novanta مع العديد من رواد الصناعة في عملية تجريد عزل دبوس الشعر. تتضمن متطلبات التطبيق عادةً تجريد حوالي 30 مم من جميع الجوانب الأربعة لملف نحاسي مستطيل يبلغ قياسه حوالي 3 مم × 1.5 مم وعزل دبوس الشعر. يجب إكمال عملية التجريد خلال دورة معالجة قصيرة، عادةً ما تكون أقل من 1.5 ثانية.

المواد والطول الموجي

من أجل تحديد أفضل طريقة لعزل دبوس الشعرتجريدخلال هذه العملية، كان من الضروري إجراء تحليل متعمق للمادة وطيف امتصاصها لأطوال موجات الليزر الصناعية المتوفرة في السوق. تشتمل المواد العازلة شائعة الاستخدام في دبابيس الشعر على مركبات عضوية مثل مادة البولي أميد (PA)، والبولي إيثر (PE)، والبوليميد (PI)، القائمة على النحاس النقي. الهدف من هذه العملية هو إزالة الطبقة العازلة العضوية بالكامل بشكل فعال مع ضمان عدم حدوث أي ضرر للركيزة.

ومن خلال التحليل، وجدنا أن الطبقة العازلة العضوية تظهر خصائص امتصاص كبيرة عند الأطوال الموجية الأطول ضمن طيف الأشعة تحت الحمراء البعيدة. لذلك، نعتقد أن ليزر ثاني أكسيد الكربون هو الحل الأفضلإزالة العزل من الأسلاك النحاسية. تتوفر أجهزة ليزر Synrad CO₂ في خيارات الطول الموجي 9.3 ميكرومتر و10.2 ميكرومتر و10.6 ميكرومتر، مما يوفر مجموعة متنوعة من النطاقات الطيفية المتوافقة مع منحنيات الامتصاص للمواد العازلة المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر أجهزة الليزر هذه انعكاسًا عاليًا على ركائز النحاس النقي، مما يضمن إزالة الطبقات العازلة بكفاءة مع تقليل خطر تغير اللون أو تعديل السطح.

على الرغم من أن ليزر ثاني أكسيد الكربون يمكنه إزالة معظم المواد العازلة بشكل فعال، إلا أنه قد تبقى بقايا رقيقة بسمك 1-2 ميكرومتر على سطح النحاس العاكس، والتي لا يمكن إزالتها بشكل فعال بواسطة الأشعة تحت الحمراء البعيدة وحدها. لذلك، نستخدم ليزر ألياف النانو ثانية منخفض الطاقة في خطوة العملية الثانية لضمان الإزالة الكاملة لهذه الطبقة المتبقية. يتمتع ليزر الألياف بخصائص امتصاص أفضل في الركيزة، مما يتيح تقشيرًا شاملاً مع حماية سطح النحاس من الحرارة الزائدة وتعديل السطح.

في حين تتوفر طرق بديلة مثل الاستئصال بالليزر باستخدام عدة أشعة ليزر قصيرة النبض أو ليزر ليفي واحد أكثر قوة لإزالة الطبقة العازلة، فإن عمليتنا المكونة من خطوتين توفر مزايا رائعة من حيث الفعالية والجودة وسرعة المعالجة.

عادةً لا تتمكن عملية الاجتثاث الفعلية للأولى من تلبية متطلبات السرعة ولا يمكنها التمييز بين المادة العازلة والركيزة؛ من ناحية أخرى، فإن استخدام ليزر ألياف واحد أقوى سيؤدي إلى أضرار حرارية أكثر شدة وتعديل سطح الركيزة.

بالإضافة إلى ذلك، يتطلب كلا البديلين استثمارًا أعلى في مصدر الليزر، وبالتالي تظل الطريقة المكونة من خطوتين حلاً مثاليًا لعملية تجريد العزل من دبوس الشعر، مما يحقق توازنًا جيدًا بين الكفاءة والجودة وفعالية التكلفة.