利用直接二极管激光热辅助成形板材

对用超高强度钢制造的产品的需求在不断增长。而传统的“冷”板料成形方法，如滚压成形和冲压，非常适合低碳钢，利用它们来制造超高强度的钢钢条会导致回弹、开裂或变形。¹

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这些问题可以通过在成形前提高钢的温度来解决，但是加热钢板会非常耗能。

单叠层边缘发射激光二极管允许精确，高效和靶向加热。这增强了钣金成形性，而没有其他加热方法的巨大能量损失。

热成形高强度薄板的好处

产生产品和组件的基本形式的金属是钣金。应用包括用于飞机和车辆的家用电器，建筑物和车身面板。

钣金转化成这些物品是利用各种拉伸和弯曲工艺统称为板料成形方法。

冲压是这些方法之一，由此通过将钣金压在冲压机中的模具中形成。轧制成形是另一种技术，其中金属在通过一系列辊子上弯曲成特定横截面。

虽然这些方法非常适用于塑造各种不同的片状金属，但它们在加工超高强度钢材中的使用有限。全球产业正在走向扩大超高强度钢的使用，特别是对于减重至关重要的汽车应用。^2-4

这些材料相对较高的脆性和塑造它们所需的力意味着传统的板料成形方法，如滚压成形和冲压亚博网站下载，经常会导致最终产品的回弹、开裂或变形。^5.

“热成形”是解决这个问题的方法。这包括在成形之前加热钢板。加热可以显著提高超高强度钢的延展性，使轧制形成大弯曲角度和冲压高强度钢板而不回弹成为可能。^2,4

在工业上，有多种常用的加热方法，包括使用电炉和电磁感应('感应加热')。这些加热方法各有优缺点，但它们也有一些共同的问题。

主要的问题是它们是高能耗的。这种加热方式通常对整个金属片进行加热，需要大量的能量，从而增加了成本。此外，加热某些类型的钢(特别是超高强度钢)可能会引入弱点。

幸运的是，这些弱点通常通过在成型过程中发生的工作硬化来抵消;但如果整个纸张加热，则未加工的区域可以保持从加热过程中削弱。²

激光辅助轧件高强度钢形成

通过利用高效激光器选择性地加热要工作的钢的区域，单剖视图二极管激光器为钢的热成型提供替代解决方案。

monocom MET系列激光器基于边缘发射二极管技术，并允许热成形的优势实现，而没有相关的能量损失和减弱发生时，未加工区域的板材被加热。

工件的延展性可以通过加热要加工的薄板区域来微调。这使得弯曲半径小、弯曲角度大的复杂结构能够形成而不产生回弹或裂纹。

成形力的减小也提高了成形刀具的寿命;并能在成形过程中释放金属中的残余应力，从而获得更高的生产精度。控制能量沉积和高效率，最大限度地减少能源使用和寿命成本。

单剖视为两种直接二极管激光器，该激光器经过优化，用于形成超高强度钢：MET R-9和MET S-9。

遇到R-9

这遇到R-9是一种用于热辅助滚压成形的直接二极管激光器。它是由许多激光棒堆叠排列成水平阵列。它集中了高达5kw的功率在工件上紧密聚焦的直线上，可定制的线宽和长度。

遇到S-9

MET S-9也由边缘发射激光二极管的水平阵列组成，并为超高强度钢的热辅助冲压提供更多的灵活性和功率。提供多达10千瓦的功率，Met S-9使得沿线的强度分布完全定制，允许更多地控制工件延展性。

R-9和S-9都提供高光电效率和极高的最大功率密度，允许快速和控制加热与低功耗。

独特的专利焊接安装技术意味着单叠层的Met系列激光器的寿命超过2万小时。这相当于两年多的持续用法，或者每天10小时超过五年。

从单叠层遇到的系列激光器

Monocrom的Met DoForce是这个产品类别中的一个多功能产品，通过其长工作距离，模块化和景深而令人信服。一个模块照亮40 × 34毫米的区域²电力密度高达1.2 - 1.5 W / mm²．

它包括两个激光二极管堆叠，可单独控制，可以加热20×34mm的面积²．根据需要的总加热长度，这些模块可以并排安装，总共多达5个，将其增加到200毫米。

一些其他半导体激光阵列容易产生近场失真(称为“微笑”效应)，但MET系列激光器提供高功率强度，在0.3微米的微笑失真，允许准确和可靠的功率分配。^6.

Monocrom MET系列激光器提供高性能、可定制的尺寸和光学特性，是板材热辅助成形的低成本在线解决方案。

参考文献

1. 哈尔莫斯，G.T卷成型手册。（CRC Press，2005）。
2. Lindgren, M.， Bexell, U. & Wikström, L.部分加热的冷轧不锈钢轧辊成形。材料加工技术学报，20亚博网站下载01,21(3)。
3. 奥尔森，K。＆Sperle，J.-o。新型超高强度钢为汽车工业。AutoTechnology 6,46-49（2006）。
4. Mori, K.等。超高强度钢件的热冲压。CIRP年报66,755-777(2017)。
5. SSAB。先进的高强度钢轧辊成形工作吗?https://www.youtube.com/watch?v=ydh7kc6rsmu.（2013）。
6. Wang, J.等。高功率二极管激光阵列“微笑”机理及提高近场线性度的策略研究。2009年第59届电子元器件与技术会议837-842 (IEEE, 2009)。doi: 10.1109 / ECTC.2009.5074109

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