เลเซอร์สีน้ำเงินที่ทรงพลังกำลังผลิตรอยเชื่อมทองแดงคุณภาพสูงที่จำเป็นสำหรับการผลิตแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ตามที่รายงานหากคุณต้องการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การซื้อรถยนต์ไฟฟ้าคือวิธีที่น่าสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ มาตรการจูงใจในการซื้อ การลดหย่อนภาษี และแผนลดหย่อนภาษี ไม่ต้องพูดถึงโอกาสในการขับรถไปยังพื้นที่ที่ห้ามคนกินแก๊ส
ล้วนแล้วแต่
เป็นการโน้มน้าวใจให้ผู้คนเปลี่ยนมากขึ้น นอกจาก “แครอท” ที่เย้ายวนเหล่านี้แล้ว ยังมี “แท่ง” ขนาดใหญ่ที่เส้นขอบฟ้าอีกด้วย รัฐบาลในกว่าสิบประเทศได้กำหนดวันที่ว่าจะห้ามขายรถยนต์เบนซินและดีเซลใหม่ และสหราชอาณาจักรก้าวไปอีกขั้นด้วยการห้ามขายรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดตั้งแต่ปี 2578
จากมาตรการเหล่านี้ ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แน่นอนว่าผู้ผลิตแบตเตอรี่และมอเตอร์ไฟฟ้าจะได้รับประโยชน์ เช่นเดียวกับบริษัทที่ผลิตเครื่องมือที่ช่วยในการผลิต แต่มีอุปสรรคบางอย่างที่จะเอาชนะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิตแบตเตอรี่ กระบวนการเชื่อมฟอยล์ทองแดง
เพื่อสร้างแอโนดที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่นั้นเป็นขั้นตอนที่จำกัดอัตรามานานแล้ว การบัดกรีฟอยล์เหล่านี้เข้าด้วยกันช้าเกินไป ดังนั้นแทนที่จะเชื่อมด้วยแหล่งความร้อนโดยตรงที่ทำให้ทองแดงละลาย เมื่อส่วนต่างๆ เย็นลง พวกเขาก็รวมกันเป็นหนึ่งวิธีมาตรฐานในการเชื่อมทองแดงคือการใช้แหล่งความร้อน
แบบอัลตราโซนิก แต่สำหรับแบตเตอรี่ การเชื่อมนี้มีข้อเสียที่สำคัญสามประการ ประการแรก จะขับอนุภาคทองแดงออกจากฟอยล์และอลูมิเนียมออกจากเครื่องมือที่ใช้ ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง ประการที่สอง หมายถึงการแนะนำหัวเชื่อมอัลตราโซนิกใหม่เมื่อใดก็ตามที่รูปทรง
เรขาคณิตของรอยเชื่อมเฉพาะเปลี่ยนแปลง ในที่สุด มีแนวโน้มที่จะทิ้งช่องว่างระหว่างแผ่นฟอยล์ในบริเวณรอยเชื่อม ทำให้อุปกรณ์มีกระแสไฟฟ้าไม่เพียงพอและมีความแข็งแรงเชิงกลต่ำทางเลือกที่น่าสนใจกว่า และวิธีหนึ่งที่แก้ไขจุดอ่อนเหล่านี้ คือการเชื่อมฟอยล์ด้วยเลเซอร์กำลังสูง
การเชื่อมด้วย
เลเซอร์ยังใช้งานได้หลากหลาย เนื่องจากสามารถใช้เชื่อมทองแดงระหว่างการผลิตมอเตอร์ไฟฟ้าและเชื่อมต่อไฟฟ้ากับบัสบาร์ทองแดงได้ นั่นคือแถบโลหะที่ใช้เพื่อกระจายพลังงานในท้องถิ่นที่กระแสสูง
น่าเสียดายที่แหล่งอินฟราเรดที่ครอบงำอุตสาหกรรมเลเซอร์กำลังสูงมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์นั้น
ยังห่างไกลจากอุดมคติสำหรับการเชื่อมทองแดง ปัญหาหนึ่งคือทองแดงดูดซับแสงได้เพียงประมาณ 2–5% ที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด (700 นาโนเมตร – 1 มม.) การเชื่อมด้วยเลเซอร์ขนาด 1 μm มาตรฐานจึงต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ซึ่งเป็นปัญหาที่ทวีความรุนแรงขึ้นจากค่าการนำความร้อนสูง
ของทองแดง แต่นั่นไม่ใช่อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุด ความกังวลที่ยิ่งใหญ่กว่านั้นคือคุณภาพการเชื่อมที่ไม่ดี เมื่อทองแดงเริ่มละลาย มันจะดูดซับแสงอินฟราเรดได้แรงกว่ามาก เป็นผลให้เดือดสร้างฟองแรงดันต่ำและแรงดันสูงภายในสระละลาย ฟองอากาศแรงดันต่ำไม่สามารถแตกตัวได้ และถูกแช่แข็งอยู่กับที่
ทำให้เกิดช่องว่าง ในขณะเดียวกัน ฟองอากาศแรงดันสูงจะขับวัสดุออกจากรอยเชื่อม ในทั้งสองกรณี,
ได้รับประโยชน์จากบลูส์ไม่มีปัญหาใดที่ผ่านไม่ได้ ที่ความยาวคลื่น 500 นาโนเมตร (แสงสีน้ำเงินที่มองเห็นได้) หรือต่ำกว่า การดูดซับของทองแดงจะพุ่งไปที่ประมาณ 50%
ทำให้เกิดรอยเชื่อมที่เหนือกว่าและกระบวนการนำความร้อนที่ทำให้โลหะหลอมละลายโดยไม่ระเหย ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการทำงานซ้ำและเพิ่มความคล่องตัวในการผลิต แน่นอนว่าสิ่งที่จับต้องได้คือต้องใช้เลเซอร์กำลังสูงที่ออกแบบมาสำหรับการเชื่อมทองแดงโดยเฉพาะ
เมื่อมองแวบแรก อาจดูเหมือนว่าเลเซอร์อินฟราเรดที่เพิ่มความถี่เป็นสองเท่าจะเพียงพอที่จะแก้ปัญหาได้ ในทางปฏิบัติ กระบวนการแปลงความยาวคลื่นไม่มีประสิทธิภาพ ส่งผลให้สูญเสียพลังงานสูง การแปลงยังต้องการการจัดการระบายความร้อนที่ซับซ้อนและการตั้งค่าออปติกที่ซับซ้อน
ในทางกลับกัน
บริษัทชั้นนำ ซึ่งรวมถึง Nuburu บริษัทสตาร์ทอัพในสหรัฐที่เปิดตัวในปี 2558 และ Laserline บริษัทในเยอรมนีที่มีสายเลือดในการผลิตเลเซอร์อินฟราเรดกำลังสูง กำลังรวมผลลัพธ์ของไดโอดเลเซอร์สีน้ำเงินหลายสิบหรือแม้แต่หลายร้อยตัว ไว้ในแหล่งพลังงานสูงแหล่งเดียว
เมื่อมองแวบแรก อาจดูเหมือนว่าเลเซอร์อินฟราเรดที่เพิ่มความถี่เป็นสองเท่าจะเพียงพอที่จะแก้ปัญหาได้ ในทางปฏิบัติ กระบวนการแปลงความยาวคลื่นนั้นไม่มีประสิทธิภาพไดโอดในแหล่งใหม่เหล่านี้ใช้แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ในบางแง่ พวกมันสืบเชื้อสายมาจากเลเซอร์รังสีอัลตราไวโอเลต
GaN ที่คิดค้นขึ้นในปี 1996ผู้ซึ่งเคยได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2014 จากการประดิษฐ์อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง นั่นคือ LED สีน้ำเงิน เลเซอร์รุ่นก่อนหน้านี้ซึ่ง พัฒนาขึ้นในช่วงเวลาที่เขาทำงานที่ในญี่ปุ่น พบการใช้งานครั้งแรกในเครื่องเล่น ซึ่งเอาต์พุตเป็นสิบมิลลิวัตต์ทำให้สามารถอ่านข้อมูลจากแผ่นดิสก์ได้
ในทางทฤษฎี เป็นไปได้ที่จะรวมเอาต์พุตของเลเซอร์ไดโอดอุลตร้าไวโอเลตกำลังต่ำหลายพันตัวเข้าด้วยกันเพื่อสร้างแหล่งกำเนิดที่มีพลังงานเพียงพอในการเชื่อมทองแดง อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ที่ได้จะเทอะทะและยุ่งยากมาก (และมีค่าใช้จ่ายสูง) ในการประกอบเข้าด้วยกัน
กลับดึงเอาความก้าวหน้าล่าสุดของประสิทธิภาพของไดโอดเลเซอร์ GaN มาใช้แทน ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ผู้ผลิตชิปได้มุ่งเน้นไปที่การสร้างเลเซอร์สีน้ำเงินอันทรงพลังสำหรับเครื่องฉายภาพสี กำลังขับที่เพิ่มขึ้นอย่างมากตามมา พร้อมกับการเปลี่ยนการปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นสีน้ำเงิน
credit: brave-mukai.com bigfishbaitco.com LibertarianAllianceBlog.com EighthDayIcons.com outletonlinelouisvuitton.com ya-ca.com ejungleblog.com caalblog.com vjuror.com
