Penulis: Jessica Schober, Dmitry Badyukov, Malte Hemmerich,Laboratorium Aplikasi Novanta
Jepit rambut memainkan peran penting dalam produksi stator untuk motor listrik dan generator. Jepit rambut adalah kawat tembaga persegi panjang yang dilapisi dengan lapisan insulasi organik, yang memiliki keunggulan laju pengisian slot dan efisiensi motor yang lebih tinggi dibandingkan dengan kabel tembaga berinsulasi bulat dan fleksibel. Namun, kumparan jepit rambut relatif tebal, sehingga menimbulkan tantangan terhadap teknologi penggulungan tradisional dan pengupasan bahan insulasi. Selain itu, pekerjaan pengelasan ekstensif diperlukan untuk memasang jepit rambut setelah perakitan stator.
Untuk mencapai penyolderan ujung jepit rambut yang efisien dan berkualitas tinggi, permukaan kawat tembaga harus bersih dan bebas dari residu. Kebersihan permukaan jepit rambut secara langsung mempengaruhi kualitas pengelasan dan kinerja motor secara keseluruhan. Oleh karena itu, proses yang sangat penting perlu digunakan dalam proses produksi jepit rambut - pengupasan lapisan insulasi jepit rambut untuk menghilangkan bahan insulasi atau porselen pada profil tembaga persegi panjang. Novanta bekerja dengan banyak pemimpin industri dalam proses pengupasan isolasi jepit rambut. Persyaratan aplikasi biasanya mencakup pengupasan sekitar 30mm dari keempat sisi profil tembaga persegi panjang berukuran sekitar 3mm x 1,5mm dan insulasi jepit rambut. Proses pengupasan harus diselesaikan dalam siklus pemrosesan yang singkat, biasanya kurang dari 1,5 detik.
Bahan dan panjang gelombang
Untuk menentukan metode terbaik untuk isolasi jepit rambutpengupasanDalam prosesnya, diperlukan analisis mendalam terhadap material dan spektrum serapannya untuk panjang gelombang laser industri yang tersedia di pasaran. Bahan isolasi yang umum digunakan pada jepit rambut termasuk komposit organik seperti poliamida (PA), polieter (PE) dan polimida (PI), berdasarkan tembaga murni. Tujuan dari proses ini adalah untuk menghilangkan seluruh lapisan isolasi organik secara efektif sambil memastikan tidak ada kerusakan pada substrat.
Melalui analisis, kami menemukan bahwa lapisan isolasi organik menunjukkan sifat penyerapan yang signifikan pada panjang gelombang yang lebih panjang dalam spektrum inframerah jauh. Oleh karena itu, kami percaya bahwa laser CO₂ adalah solusi terbaikmenghilangkan isolasi dari kabel tembaga. Laser Synrad CO₂ kami tersedia dalam pilihan panjang gelombang 9,3μm, 10,2μm, dan 10,6μm, memberikan beragam rentang spektral yang konsisten dengan kurva penyerapan berbagai bahan isolasi. Selain itu, laser ini menunjukkan reflektifitas tinggi pada substrat tembaga murni, memastikan penghilangan lapisan insulasi secara efisien sekaligus meminimalkan risiko perubahan warna atau modifikasi permukaan.
Meskipun laser CO₂ dapat secara efektif menghilangkan sebagian besar bahan isolasi, residu tipis dengan ketebalan 1-2μm mungkin tertinggal di permukaan tembaga reflektif, yang tidak dapat dihilangkan secara efektif hanya dengan radiasi inframerah jauh. Oleh karena itu, kami menggunakan laser serat nanodetik berdaya rendah pada langkah proses kedua untuk memastikan penghilangan lapisan sisa ini sepenuhnya. Laser serat memiliki sifat penyerapan yang lebih baik pada substrat, memungkinkan pengelupasan kulit secara menyeluruh sekaligus melindungi permukaan tembaga dari pemanasan berlebihan dan modifikasi permukaan.
Meskipun metode alternatif seperti ablasi laser menggunakan beberapa laser pulsa pendek atau satu laser serat yang lebih kuat tersedia untuk menghilangkan lapisan isolasi, proses dua langkah kami menawarkan keuntungan luar biasa dalam hal efektivitas, kualitas, dan kecepatan pemrosesan.
Proses ablasi yang sebenarnya biasanya tidak dapat memenuhi persyaratan kecepatan dan tidak dapat membedakan antara bahan isolasi dan substrat; di sisi lain, penggunaan satu laser serat yang lebih kuat akan menyebabkan kerusakan termal yang lebih parah dan modifikasi permukaan pada substrat.
Selain itu, kedua alternatif tersebut memerlukan investasi yang lebih tinggi pada sumber laser, sehingga metode dua langkah tetap menjadi solusi ideal untuk proses pengupasan insulasi jepit rambut, sehingga mencapai keseimbangan yang baik antara efisiensi, kualitas, dan efektivitas biaya.
