Autoriai: Jessica Schober, Dmitrijus Badjukovas, Malte Hemmerich,„Novanta Applications Laboratory“.
Plaukų segtukai atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį gaminant elektros variklių ir generatorių statorius. Plaukų segtukas yra stačiakampė varinė viela, padengta organiniu izoliacijos sluoksniu, kurios pranašumai – didesnis plyšių užpildymo greitis ir variklio efektyvumas, lyginant su apvaliais ir lanksčiais izoliuotais variniais laidais. Tačiau plaukų segtukas yra gana storas, o tai kelia iššūkių tradicinei apvijų technologijai ir izoliacinių medžiagų nuėmimui. Be to, norint pritvirtinti plaukų segtukus po statoriaus surinkimo, reikia atlikti daug suvirinimo darbų.
Norint pasiekti efektyvų ir kokybišką plaukų segtukų galiukų litavimą, varinės vielos paviršius turi būti švarus ir be likučių. Plaukų segtuko paviršiaus švara tiesiogiai veikia suvirinimo kokybę ir bendrą variklio veikimą. Todėl plaukų segtukų gamybos procese reikia naudoti labai svarbų procesą – plaukų segtuko izoliacinio sluoksnio nuplėšimą, kad būtų pašalinta izoliacija arba porcelianinė medžiaga ant stačiakampio vario profilio. Novanta dirba su daugeliu pramonės lyderių plaukų segtukų izoliacijos nuėmimo procese. Naudojimo reikalavimai paprastai apima maždaug 30 mm nulupimą nuo visų keturių stačiakampio vario profilio, kurio matmenys yra maždaug 3 mm x 1,5 mm, kraštų ir plaukų segtuko izoliaciją. Nuėmimo procesas turi būti baigtas per trumpą apdorojimo ciklą, paprastai mažiau nei 1,5 sekundės.
Medžiaga ir bangos ilgis
Siekiant nustatyti geriausią plaukų segtuko izoliacijos metodąnurengimasprocese, reikėjo atlikti nuodugnią medžiagos ir jos absorbcijos spektro analizę rinkoje esantiems pramoninio lazerio bangos ilgiams. Plaukų segtukuose dažniausiai naudojamos izoliacinės medžiagos yra organiniai kompozitai, tokie kaip poliamidas (PA), polieteris (PE) ir poliimidas (PI), kurių pagrindas yra grynas varis. Šio proceso tikslas – efektyviai pašalinti visą organinį izoliacinį sluoksnį, tuo pačiu užtikrinant, kad nebūtų pažeistas pagrindas.
Atlikdami analizę nustatėme, kad organinis izoliacinis sluoksnis pasižymi reikšmingomis absorbcijos savybėmis esant ilgesniems bangų ilgiams tolimojo infraraudonųjų spindulių spektre. Todėl manome, kad CO₂ lazeriai yra geriausias sprendimasizoliacijos pašalinimas iš varinių laidų. Mūsų „Synrad“ CO₂ lazeriai yra 9,3 μm, 10,2 μm ir 10,6 μm bangos ilgio variantais, suteikiančiais įvairius spektrinius diapazonus, atitinkančius skirtingų izoliacinių medžiagų sugerties kreives. Be to, šie lazeriai pasižymi dideliu atspindžiu ant gryno vario pagrindo, užtikrinant efektyvų izoliacinių sluoksnių pašalinimą ir sumažinant spalvos pasikeitimo ar paviršiaus modifikavimo riziką.
Nors CO₂ lazeriai gali veiksmingai pašalinti daugumą izoliacinių medžiagų, ant atspindinčio vario paviršiaus gali likti plonos 1-2 μm storio liekanos, kurių negalima veiksmingai pašalinti vien tolimojo infraraudonųjų spindulių spinduliuote. Todėl antrajame proceso etape naudojame mažos galios nanosekundžių pluošto lazerį, kad užtikrintume visišką šio likutinio sluoksnio pašalinimą. Šviesolaidinis lazeris turi geresnes pagrindo sugėrimo savybes, todėl užtikrina kruopštų šveitimą ir apsaugo varinį paviršių nuo per didelio įkaitimo ir paviršiaus modifikavimo.
Nors izoliacijos sluoksniui pašalinti yra alternatyvių metodų, tokių kaip lazerinė abliacija naudojant kelis trumpo impulso lazerius arba vieną galingesnį skaidulinį lazerį, mūsų dviejų etapų procesas suteikia išskirtinių pranašumų efektyvumo, kokybės ir apdorojimo greičio požiūriu.
Faktinis pirmųjų abliacijos procesas paprastai negali atitikti greičio reikalavimų ir negali atskirti izoliacinės medžiagos ir pagrindo; kita vertus, naudojant vieną stipresnį pluošto lazerį, substratas sukels sunkesnę šiluminę žalą ir paviršiaus modifikaciją.
Be to, abi alternatyvos reikalauja didesnių investicijų į lazerio šaltinį, todėl dviejų etapų metodas išlieka idealiu sprendimu plaukų segtuko izoliacijos nuėmimo procesui, siekiant gerą efektyvumo, kokybės ir ekonomiškumo balansą.
