レーザークリーニングによる鉄製金型洗浄への適用例
TRUMPF社のレーザーは、様々な対象物のクリーニングに使用されています。これらの用途では一般的に、高いピークパワーを持った短いパルス幅のパルスを高周波数で発振する必要があります。また、母材へのダメージを抑えて対象物を除去することが求められます。
右の用途例は金型のクリーニングです。弊社の40W HS-Hレーザーはこの用途に最適です。トップハット型のビームプロファイルのため、広範囲を効率的にレーザーで塗りつぶすことができます。ガウシャン形状のビームプロファイルの場合ビームの中心にエネルギーが集中し、母材へのダメージの原因になります。また、均一に塗りつぶすためにはビームの重なりも密にする必要があるため、処理効率に影響いたします。
ここで使用したTruPulse 4004 nanoレーザーはM2値が”2.5
塗装除去
母材への影響を抑えて表面のコーティングを除去する用途に対しては、弊社のパルスファイバーレーザーが最適です。レーザークリーニングは、金属・樹脂・複合材・ガラスを含む様々な対象物に適用されています。塗装やニスや錆等は簡単に除去できます。これは電子・航空・ソーラー産業で大変有用です。
これまでの塗装除去方法は、化学薬品や研磨剤を使用いたします。これらの方法は長時間を要し、母材への影響が大きく、また材料の購入や廃棄に多額の費用がかかります。
70W HS-Hレーザーは、そういった消耗品が不要で、メンテナンスフリーの方法になり、上記の方法と比較してランニングコストが低い方法です。また、廃棄物も発生しないため、廃棄コストや有害な副産物もないため、環境にやさしい方法です。
塗装除去を高品質で行うためには2～3のステップがあります。第一に、長いパルス幅で高エネルギーのパルスで塗装の大部分を除去します。第二ステップとして短パルスを高スピードで走査し、残った塗装を除去します。これにより母材へのダメージを抑えることが可能です。必要に応じて第二ステップを繰り返します。このプロセスは”<2.3s/cm3″の速度で行うことができます。
尚、処理時間に余裕がある場合には、40W HS-Hも有効です。
リチウムイオンバッテリー箔上のコーティング剤除去
リチウムイオン電池の製造は高い技術が必要となり、活材が塗布された薄い金属箔から負極材と正極材が作られます。一般的に負極材は0.012-0.015mmの厚みのアルミ箔で、カーボンベースのリチウムを含んだ物質がコーティングされています。これにより、負極材は0.2mm以上の厚みになります。正極については、0.008mm-0.012mmの厚みの銅箔が使用され、両面にグラファイト層が塗布された構造となり、こちらも0.2mm以上の厚みになります。
製造工程の中で、上記のカーボンコーティングの特定部分だけを除去して金属箔を露出させる必要があります。この工程では品質が最重要で、金属箔へのダメージ無く完全にコーティングを除去する必要があります。
弊社のパルスファイバーレーザーはこの用途に最適です。パルス調整技術を使用した最適なパルス選択機能により、金属箔自体への影響を抑えつつコーティングを除去することが可能です。この工程では複数回のレーザー照射が必要で、より効率的に除去するために、いくつかのパルスを使い分ける必要があります。
200W EP-Zを使用することで、負極材と正極材の双方とも処理することが可能で、溶接などの次工程に使用できるサンプルを得ることができます。低出力モデルでも同様の用途に使用できますが、出力に応じて処理時間が長くなります。
撥水加工 （レーザー表面処理）
高いピークパワーと短いパルス幅のフェムト秒レーザーは、多光子吸収とアブレーションを発生させ超撥水構造のような加工を可能です。フェムト秒レーザーの特長である高いピークパワーと短いパルス幅は、多光子吸収とアブレーションを発生させることにより超撥水構造のような加工を実現させます。
この加工では、レーザーの非常に高いエネルギー密度によって素材の局所的な蒸発が起こり、周囲の材料への熱負荷を最小限に抑えることができます。
この多光子吸収プロセスのおかげで、硬い透明材料も簡単に加工することができます。これにより非加熱で、高精度の加工を行うことが可能です。
