激光剥线的基础知识

来源：线束世界•作者：线束世界-Jimmy•2022-05-30 15:42

以下内容改编自 Laser Wire Solutions 创始人 Paul Taylor 博士在 2018 年 EWPT 博览会上的题为“激光剥线大师班”的演讲。该课程涵盖了用于剥线的激光的历史、应用和安全协议. 特别感谢 Taylor 博士帮助准备这次改编，也感谢 Robert Tito 在演示过程中做了大量的笔记。

激光剥线已经存在 50 年，但它仍然是一个小众市场。第一台 CO2 激光器是在 1960 年开发的，IBM 很快就将它们用于剥线。该技术由 NASA 推动，用于 1970 年代和 80 年代的航天飞机计划。Richard T. Miller 公司在 1990 年代和 00 年代开始将商用激光剥离设备推向消费电子市场。一路上，晶体而不是气体被用来产生用于特殊和特定应用的激光束。

是否使用激光剥离器的问题类似于询问是否应该使用锤子或螺丝刀。这真的取决于手头的任务。激光技术不像刀片技术那样通用。刀片具有三个基本功能。它们用于切割绝缘层、拉断绝缘层以及切断电线。激光是可以切割绝缘层的光束，但不用于将其拉下或切割电线（少数例外）。由于成本和功能，刀片通常是要走的路。如果刀片不工作是有原因的，那么是时候看看激光了。

有很多东西使激光具有吸引力。激光去除绝缘，但反射金属导体。这是一种自我限制技术，您不必担心拨入深度或损坏电线。激光不关心电线的形状或绝缘的类型。没有消耗品，就像刀片一样，玻璃纤维等坚韧的材料可以很容易地剥离。激光在导体尺寸非常小的情况下也很实用，比如头发的大小。或者绝缘层与电线粘合，否则需要刮削或研磨过程。绝缘材料的颜色不是问题，因为每种聚合物都会吸收光，每种金属都会反射光。简而言之，激光让您有信心每次都能获得相同的结果。

激光可用于在绝缘层上切出一条狭缝，或将材料完全蒸发。后者通常不实用，因为它很耗时，并且通常会在绝缘层上留下残留物。这可能是压接或焊点的问题。如前所述，粘合绝缘可能需要完全去除。涂漆或浸渍聚酰胺的电线广泛用于电机的定子组件，并且几乎总是需要绝缘漆完全蒸发。

聚合物绝缘线最常见的情况是从上方和下方穿过电线，其强度刚好足以燃烧 360° 环，让您可以拉开绝缘层（图 1）。

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（图 1. 激光剥线的常用设置）

在一些精确的应用中，过程中留下的少量残留物是一个问题，需要不同角度的激光。此外，大线规尺寸可能需要不同的激光工艺，但通常对于小于 0.25 英寸的线材，两种激光解决方案效果很好。

问题在于如何将光线照射到零件上，通常有三种方法：平板激光、旋转激光和振镜扫描仪。最简单和最常见的是平板（想想文档扫描仪），您将电缆放置在板或夹具中，然后将夹具放入机器中。该机器在顶部和底部有两个激光器，它们在 XY 平面上移动以绘制一系列线来进行剥离。

这种方法的好处是光束垂直向上和向下指向，并且很容易保持它们重叠。这些激光只能用于切割或纵切，不能用于去除大面积的材料。此外，在大直径电缆上，可能会在激光束扩散并移出焦点的侧面留下大量残留物（图 2）。

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（图 2. 残留在大直径电线上）

对于这些大直径电线，最好使用旋转激光器，因为光学元件围绕电缆以圆形方式移动（图 3）。

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（图 3. 用于大线材的旋转激光器）

激光的这种方向适用于任何尺寸的线，只要它们是圆形的。

振镜扫描仪使用高速电机驱动的镜子来引导激光束通过镜头（图 4）。

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（图 4. 镜子在振镜扫描仪上反射光）

镜子安装在电流计驱动器上，将光束引导到工作区。使用镜子，光束可以非常快速地移动到任何角度，这些实际上可以用于绘图或标记。振镜激光器在这方面是最通用的，并且非常适合您以不同角度展开的电线。缺点是反射镜必须相对靠近端口，因此限制了电线尺寸和切割面积（通常为 1-2 平方英寸）。

看点

使用激光剥线机时需要注意一些关键点。首先，如前所述，激光可能失去焦点的区域存在残留问题，如较大电缆的侧面区域（图 2）。另一个值得关注的领域是屏蔽。如果屏蔽是连续的，就像箔一样，光线只会反射，没有问题。但是，当屏蔽层是编织或编织时，激光可能会穿透小孔并损坏后续的绝缘层。作为一般规则，编织物必须具有至少 80% 的覆盖率才能使激光可行。

激光无法区分一种聚合物和另一种聚合物，因此除非材料的性能存在显着差异，否则激光通常无法将一种绝缘材料与另一种绝缘材料去除。

选择频谱和时域

在选择激光器的色谱时，应考虑手头的任务。图 5 表明，紫外范围内的激光会汽化所有材料，而大多数金属在红外范围内被切割。