为什么激光剥线是传统剥线方法的*佳替代方案

 

人们很容易忽视周围的世界中线缆的重要性。

其实线缆影响着我们每个人的生活。您会发现它们是实现高速数据传输的组件,是导管等医疗设备的关键组件,执行的功能也至关重要,甚至可以挽救生命。无论如何应用,每一条线缆,都需要剥线处理显现内部导体。

为什么选择激光剥线而不是传统方法?

传统上,剥线是使用机械或化学方法完成的。在化学加工中,将线材浸入酸中以烧掉外层涂层。或者,机械方法需要使用刷子、垫或刀来露出内部金属丝。尽管这些技术有效,但这两种方法都有影响制造工艺的显着缺点。这些包括:

过度加工——它们去除涂层并继续进入内部金属。

过程可变性——化学品和机械方法的功效会随着重复使用而减弱。

应用有限——低于一定尺寸,传统方法就不适用。

消耗成本——这两种方法都需要持续供应额外的组件,以确保制造能够继续进行。

*终,这些缺点降低了产品产量,提高了制造成本。而且是通过增加时间、重新加工零件或不断要求补充耗材来实现。

然而,激光技术克服了这些缺点。

从70年代开始,激光被应用于太空计划,以使用更薄、更轻的材料;至此,激光技术扩展到军事领域,然后是消费电子产品和医疗设备。

激光技术在剥线方面的成功,可以从它如何解决原有方法中的问题得到体现。

过度加工——通过选择正确的激光波长和优化工艺窗口,可以在不损坏的情况下暴露内导体。

工艺可变性——与化学和机械工艺不同,激光加工的效率不会随着时间的推移而降低。

有限的应用——随着线材尺寸的减小,激光技术成为处理超细线材的*一可行且稳定的解决方案。

消耗品——激光器的使用寿命长达数万小时,无需持续维护即可确保*佳性能。

这只是它改进其他方法缺点的方式。使用此过程还有许多其他好处。

选择激光剥线机时要注意什么?

激光剥线机可以加工不同成分和直径的线材;通过将这种灵活性融入到系统设计中,单个系统可以在很短的时间内提供可观的投资回报。

示例 1 – 微型同轴电缆

这些复杂的电线需要定制的解决方案来精确去除外护套、屏蔽层和绝缘体。利用我们的*业知识,我们开发了两种处理这些电线的解决方案;一个是专为适应现有生产线而设计的半自动化解决方案,另一个是我们的微型同轴电缆中心 (MCC),它是一个全自动处理解决方案。

示例 2 – 导管接线

导管接线是全球用于帮助心*病患者的重要医疗设备。这些复杂的设备使用微米级(40–>50AWG)的漆包线,因此无法使用传统方法进行处理。使用我们的Odyssey剥线机,不仅能够在不损坏导体的情况下去除搪瓷涂层,而且我们的客户反馈,在制造过程的后期阶段,形成的接头耐受力增加了一倍。

自2011年以来,Laser Wire Solutions 一直使用我们在英国开发的技术平台,为全球公司提供激光剥线机。我们的使命是为客户提供在激光剥线技术领域取得新突破的解决方案,使我们的合作伙伴能够通过创新让世界变得更美好。

 

 

关于激光剥线您需要了解的件事

 

 

激光剥线是一种用于去除电线末端的保护绝缘层,使电线导体连接的工艺。一个常见的例子是剥线,用于连接电视或灯的电源插头内的电线。激光剥线使用激光而不是刀来切割绝缘层。激光具有极高的精度,当待剥导线非常脆弱、关键部件或两者兼而有之时,这一点至关重要。激光剥线是关键应用的首*解决方案,可以减少废品,消除对高技能技术人员的依赖,并在许多情况下只能允许使用激光制造的新产品。

激光剥线机是专门为手工作业设计的,以确保它们易于使用且*效。激光机内部集成了许多关键元件:激光光源;反射镜和透镜,将光从所有侧面传递到电线,以形成360度条纹;以正确的方式固定或安装电线;激光安全外壳,允许机器在标准操作环境中使用;一个简单的触摸屏,操作员快速编程,并可选择检查摄像头或条形码数据输入单元。

无论您是在研究新工艺还是希望升级当前系统,了解有关激光剥线的所有知识都很重要。请继续阅读,了解五个有用的见解,这些知识点将有助您了解更多激光剥线工艺。

激光剥线正在彻底改变电缆制造

越来越多的行业应用激光技术连接电线和电缆。无论应用多么精细或关键,该技术都能创造出无刻痕的切线。它经常用于医疗设备制造,其中锁孔手术导管包含比人的头发还细的电线,或者用于其他安全关键行业,例如航空航天或汽车安全传感器。

每次的非接触性过程让您都能获得高质量结果,而不会因刀片磨损而导致质量下降。因为刀片磨损而导致的停机或产量下降是一个巨大的成本和令人头痛的问题,这就是为什么在自动化电缆线束制造中采用激光剥线的原因。

新的激光类型和工艺能够解决长期存在的制造难题,例如连接传感器和医学成像中使用的大量微型同轴电缆,从而开辟了新的应用领域。

激光剥线可无痕去除绝缘层

激光用于蒸发,气化电缆和电线绝缘层,使其能够通过压接、焊接进行连接。激光类型是经过精心选择的,这样光就会被需要去除的材料强烈吸收,同时又无害地在要留下的材料上反射。这种自我限制的方式,因为光不会损坏底层——每次都会产生*美的剥线效果。

发射深红外光的激光非常适合从金属屏蔽层或导体上剥离聚合物绝缘层。无论颜色如何,光都会被所有聚合物材料吸收,并且无论选择何种直径或金属,光都会从金属屏蔽/导体上反射。相反,近红外或紫外激光可以被薄金属箔或编织屏蔽强烈吸收,但会从下面的塑料绝缘层上反射。这些技术可以对*坚韧或*精致的电缆结构进行高质量剥线,每次都能获得*美效果。

 

激光器在标准工厂中可以安全使用

激光剥线中使用的激光器是强大的设备,能够蒸发塑料或在某些情况下切割金属。这种光对人类非常危险,因为它会灼伤皮肤,甚至使人失明。

然而,Laser Wire Solutions 提供的机器在标准工厂环境中使用是完全安全的,因为这些机器在建造时就考虑到了安全性,并配有全封闭的金属安全外壳。

外壳的设计符合严格的国际安全标准,确保操作员和维护人员永远不会暴露在激光下。由此产生的“1级”激光分类与您家中的DVD播放器相同,后者也包含危险的激光源。

激光剥线的另一个潜在危险是剥线过程中释放有毒气体或颗粒。所有 Laser Wire Solutions 系统均配有专用的排烟装置,这些装置是独立的,可以方便地安装在工作台下方。排烟装置与焊接烟雾抽吸系统非常相似,并且包含化学和细颗粒过滤器,以确保抽取的空气能够很好地返回工厂 - 即使在洁净室中工作时也是如此。

激光剥线*流行的用途

激光剥线几乎用于所有行业,是高价值电缆和电线连接进行制造的关键应用。它主要应用于解决历史遗留难题产量低、人体工程学或质量问题的情况。

一些非常流行的应用是剥离医疗设备内部使用的超细电线、剥离玻璃纤维等坚韧绝缘层的绝缘层、一次剥离多根电缆而不需要特殊的模具刀片,或者剥离非圆形电缆 -例如屏蔽双绞线。

要点

激光剥线每次都能获得*美的剥线效果,让您放心。在某些情况下,允许使用新的电缆构造或设备设计的技术。它显著提高了产量、连接强度,只是需要定期检查剥线效果。激光剥离并不适用于所有应用——但如果你有一个高价值的设备,而导线连接非常小或关键——没有更好的方法来进行连接,激光剥线或许是你*佳选择。

 

 

解释我们的技术:激光类型和应用

 

 

激光类型

激光线剥离的关键是找到想要去除的涂层,使之与激光相互强烈反应,并可以在底层反射的激光类型。通过光的颜色(激光波长)和激光脉冲的持续时间的组合,可以实现令人难以置信的不同工艺。包括:

①蒸发金属导体或屏蔽层的绝缘层;

②去除绝缘电线顶部的金属屏蔽层;

③切割电线;

④清洁表面;

 

聚合物强烈吸收光谱中深红外部分的光——无论材料或颜色如何。它们还强烈吸收光谱的深紫外部分。不同的聚合物之间的行为有所不同,但总体而言它们主要是反射或透射的。

尽管聚合物在光谱的两端都有很强的吸收,但它们的吸收方式却截然不同。在深红外波长下,光会震动聚合物分子,直到它们分解。激光实际上是一种非常可控的热能。在深紫外光谱中,原子的电子吸收光并将其射出,导致原子从导线表面撕裂。涉及的热量非常少,因此相邻材料基本上不受影响。所有金属在光谱的深红外部分反射非常强烈,在近红外和可见光区域强烈吸收,并在紫外线部分吸收。

对于金属聚合物绝缘层的剥线,深红外是*美的激光源,因为它被塑料强烈吸收,然后从导体或屏蔽层反射。对于大多数应用来说,“热”工艺不是问题。

对于*关键的医疗应用,热损伤可能是一个问题。对于这些应用,使用更昂贵的紫外激光源来实现绝缘材料的“冷”蒸发。

我们的机器和使用的激光类型

机器

激光

应用

Mercury

深红外线

绝缘剥除

Gemini

近红外

金属切削/搪瓷去除

Odyssey

紫外线

细线剥漆/细线切割

剥线的方法

剥线(或切割屏蔽层)时 – 有 3 种主要方法:

①横切– 激光点垂直于电线移动以分离绝缘体;

②横切和狭缝- 横切后,激光束沿着金属丝移动,剥离碎屑;

③区域消融– 消融点来回移动,使绝缘区域完全蒸发。

 

仅限交叉切割

上面的例子是同轴电缆。激光束垂直于电缆移动(从上方和下方)。进行两次切割——一次切护套,一次切内部电介质。

切割后,操作员可以用手拉掉绝缘层。通过将其保留到端接之前,可以防止屏蔽层或绞合导体的磨损。如果绝缘体未粘合且废料(废料)较短,因此不会产生太大摩擦,则横切方法适用。*简单的移动光学机器仅沿一个轴(穿过电线)移动激光。沿着金属丝设置剥线位置,将金属丝向上推到可移动的后挡块上。

线材长度随着stopper位置而调整。更复杂的机器允许激光点在 2 个轴上移动——穿过金属丝并沿着金属丝移动。

这样可以沿着电线形成狭缝,而且还可以将电缆放置在固定的后挡块上,以便对剥线位置进行编程。

 

对于较长的线头(通常在剥去电缆护套时),要使得金属块能够从电缆上剥离,沿着电缆切开会很有效果,因为有时很难或不可能撕掉绝缘层。如果用连接狭缝制作两个横切,则可以在电缆护套中制作一个窗口。

 

 

对于粘合绝缘体,即使在切开护套时也无法剥离绝缘体。在这种情况下,绝缘材料必须完全蒸发。激光束需要垂直于电线高速移动,而这条“消融线”则沿着电线缓慢移动,以完全蒸发绝缘层。

这不是首*方法,因为它比横切和切缝慢,并且会留下残留物 - 但对于某些粘合材料来说,别无选择。电机绕组上的粘合漆包绝缘就是一个很好的例子。

精心选择激光器可以避免残留问题 - 但为了获得*佳质量的剥离,请尽可能使用下拉金属块。

 

消融粘合绝缘区域的剥离示意图。

概括

    下表概述了机器的光学器件、应用以及适用的材料。

机器

光学

应用

材料

Mercury-2

移动光学器件 – 2 轴

横切和狭缝,窗户

所有聚合物

Mercury-4

振镜扫描仪

横切和狭缝、窗口、区域消融

所有聚合物

Gemini-2

移动光学器件 – 2 轴

盾构切割

金属

Odyssey-4

振镜扫描仪

区域消融

搪瓷

 

什么是激光线消融

 

 

仅在20年前,激光在工业中的使用还是革*性的且有限的。目前,医疗器械在电生理学、神*血管、心律管理等领域的应用不断兴起。需要更多创新的传统激光剥离技术的解决方案。

激光技术的进步包括实时检查reel-to-reel part,闭环端点检测,解决剥超细线、较小剥线区域、多线、导管和编织导管的问题。

什么是激光线消融

与更传统的剥线方法相比,激光消融或激光剥线是一种在指*的电线上去除涂层的非机械方法。剥线是清洁的,无需机械切割,没有刀片损坏。激光消融工艺在定位涂层去除区域方面提供了更大的灵活性,从而可以设计更复杂的组件。

 

为什么需要激光线消融

在整个行业中,常用的剥线方法有多种,包括磨料剥线、化学剥线、热剥线等。尽管此类方法具有一定程度的清洁度,并且可以接受的剥线质量,但医疗行业内需要更严格的要求。Laser Wire Solutions 支持其合作伙伴在剥线数量和线材特性保护之间找到*佳平衡。

众所周知, 医疗器械行业需要非常干净地去除绝缘层,尽量减少对直径为 10 至 25 微米的细线完整性的影响。通过我们的解决方案,确保过程环境清洁且安全。这种方法允许带状电缆、细电线、导管末端或跨度中间剥皮,同时确保电线的完整性。

为什么要使用激光进行线材消融

当使用激光作为光源时,通常使用两种方法。一种方法是绕其长度旋转,将所有表面暴露在一根光束下:第二种方法是使用多个光束同时从多个方向围绕电线重新定向。如果需要在移除绝缘的导线上进行“窗口”消融,则单束无旋转激光就足够了。

 

在某些情况下,可能需要选择性地剥线或消融带状电缆上的区域。几束光束可以使导线的绝缘层的一周覆盖更加均匀。

由于激光束模式是可编程的,因此可以产生各种各样的配置。这意味着可以使用横切或横切和狭缝、窗口类型、斜角切口或电线或带状电缆上的任何一种可编程类型对电线进行端部剥离。

使用激光消融剥离的*大需求,包括但不限于以下内容:

· 如果绝缘层不在电线末端,则进行窗口剥离。

· 非常细规格的剥线,尤其是需要精密剥线。

· 绝缘层与电线粘合的电线。

为什么在医疗器械制造中使用激光消融

许多医疗设备需要使用极细电线或电缆。激光剥线或激光消融对于医疗设备制造商来说是有益的,因为它们提供了很高的精度,这是高度可重复的过程,具有高度的稳定性。

激光线消融的未来

随着电线、 其他材料部件设计的进步和尺寸的减小,人们不断需要改进制造工艺,保证更高的出厂产品质量,同时*大限度地降低生产成本。切割源的“可编程”性质以及缺乏任何固定的加工成本,使得激光剥线成为未来构建的首*技术。无论是对电线的损坏、对刀片持续保养的需要,还是新设计的工具成本,剥线或消融的机械方法都不再受到青睐。


Laser Wire Solutions 是全球医疗、汽车、航空航天、国防和数据领域激光剥线机械的领*制造商。我们已向 EMEA、APAC 和 LATAM 地区的客户交付了大量设备,成为这些公司生产线不可或缺的部分。如果您正处于新产品开发的原型阶段、对激光剥线不熟悉,或者只是产量较低,那么激光剥线解决方案合同制造服务可能是更适合您的选择。

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