Coherentの半導体レーザにより複合材料パネルやパイプ用の画期的なテープ積層を実現

金属（通常は鋼）シート、成形部品、またはチューブに、ある種の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRP）を積層した複合ハイブリッドブランクや基板の使用に関心が高まっています。 自動車ではホワイトボディや高圧水素用タンク、eモビリティ車両ではバッテリーボックスや電気モーターの構造部材への応用が期待されています。 また、航空宇宙産業や陸上/海上のガス石油産業でも、パイプ、シャフト、タンクなどにいくつかの用途があります。

物理形態を考えてみましょう

これらの複合的な形態は、CFRP単体よりも優れた物性（応力/ひずみ弾性率など）を持ちながら、従来の鉄などの金属に代わる軽量化を実現できるため、望ましいとされています。 また、自動車用途では、防音効果も期待できます。 さらに、炭素繊維は熱伝導率に優れています。 熱可塑性樹脂複合材料は、熱溶接プロセスによりパネルやパイプ同士を接合したり、部品を追加したりできる追加のメリットがあります。

これらのハイブリッド部品は、CFRPテープの粘着樹脂を溶かしながら、金属基板にロール加工、巻き付け、または圧着を行う熱プロセスによって、高速で製造されます（図参照）。 半導体レーザは、非接触で熱量を空間的および時間的に正確に制御できるため、このLATWやLATPのプロセスに最適なツールであることがわかりました。 幸いなことに、980 nmの波長域はこのアプリケーションに特に適合しており、この主力半導体レーザの波長で長年実証されてきた出力スケーリングアーキテクチャの恩恵を受けることができます。

システムインテグレーターにさらなる出力を

Coherentはこれらのアプリケーションにおいて、100 Wから最大8 kWまでの幅広い出力範囲のHighLight半導体レーザでシステムインテグレーターをサポートしています 。 基板の形状や大きさが多種多様であるため、このような広い範囲が必要です。 この高出力は、最大2 m/秒で動作する一部の高速テープワインディングアプリケーションで必要です。

これらのレーザに付属するPH50 DL – Zoom Opticは、幅と高さ（x,y）の寸法を独立して制御し、アプリケーションの形式に合わせてビームを均質化および形成します。 現在、小型、中型、大型の3種類の標準モデルを用意しています 。 これらは、3x3 mmから30x30 mm、10x10 mmから60x60 mm、15x15 mmから110x110 mmまでの範囲をそれぞれカバーしています。 ご要望に応じてカスタムフォーカスモジュールの提供も可能です。

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