מחבר: ג'סיקה שובר, דמיטרי בדיוקוב, מלטה המריך,מעבדת יישומי נובנטה
סיכות ראש ממלאות תפקיד חיוני בעת ייצור סטטורים למנועים חשמליים וגנרטורים. סיכת השיער היא חוט נחושת מלבני המצופה בשכבת בידוד אורגנית, בעל יתרונות של קצב מילוי חריצים גבוה יותר ויעילות מנוע בהשוואה לחוטי נחושת מבודדים עגולים וגמישים. עם זאת, סליל סיכת השיער עבה יחסית, מה שמציב אתגרים לטכנולוגיית הליפוף המסורתית והפשטת חומרי בידוד. בנוסף, נדרשת עבודת ריתוך מקיפה כדי לחבר את סיכות השיער לאחר הרכבת הסטטור.
על מנת להשיג הלחמה יעילה ואיכותית של קצוות סיכות ראש, על משטח חוטי הנחושת להיות נקי וללא שאריות. הניקיון של משטח סיכת הראש משפיע ישירות על איכות הריתוך והביצועים הכוללים של המנוע. לכן, בתהליך ייצור סיכות ראש יש צורך להשתמש בתהליך חשוב מאוד - הפשטת שכבת בידוד סיכת ראש להסרת הבידוד או חומר החרסינה על פרופיל הנחושת המלבני. נובנטה עובדת עם מובילים רבים בתעשייה בתהליך הפשטת בידוד סיכת ראש. דרישות היישום כוללות בדרך כלל הפשטה של כ-30 מ"מ מכל ארבעת הצדדים של פרופיל נחושת מלבני בגודל של כ-3 מ"מ על 1.5 מ"מ ובידוד סיכת ראש. יש להשלים את תהליך ההפשטה בתוך מחזור עיבוד קצר, בדרך כלל פחות מ-1.5 שניות.
חומר ואורך גל
על מנת לקבוע את השיטה הטובה ביותר עבור בידוד סיכת ראשהַפשָׁטָהבתהליך, היה צורך בניתוח מעמיק של החומר וספקטרום הקליטה שלו עבור אורכי גל הלייזר התעשייתיים הקיימים בשוק. חומרי בידוד נפוצים בסיכות ראש כוללים חומרים מרוכבים אורגניים כגון פוליאמיד (PA), פוליאתר (PE) ופולימיד (PI), המבוססים על נחושת טהורה. המטרה של תהליך זה היא להסיר ביעילות את כל שכבת הבידוד האורגנית תוך הקפדה על פגיעה במצע.
באמצעות ניתוח, מצאנו ששכבת הבידוד האורגנית מציגה תכונות ספיגה משמעותיות באורכי גל ארוכים יותר בספקטרום האינפרא אדום הרחוק. לכן, אנו מאמינים שלייזרי CO₂ הם הפתרון הטוב ביותר עבורםהסרת בידוד מחוטי נחושת. לייזרים Synrad CO₂ שלנו זמינים באפשרויות אורך גל של 9.3 מיקרומטר, 10.2 מיקרומטר ו-10.6 מיקרומטר, ומספקים מגוון טווחים ספקטרליים התואמים את עקומות הספיגה של חומרי בידוד שונים. בנוסף, לייזרים אלה מציגים רפלקטיביות גבוהה על מצעי נחושת טהורים, מה שמבטיח הסרה יעילה של שכבות בידוד תוך מזעור הסיכון לשינוי צבע או שינוי פני השטח.
למרות שלייזרי CO₂ יכולים להסיר ביעילות את רוב חומרי הבידוד, שאריות דקיקות בעובי 1-2מיקרומטר עשויות להישאר על משטח הנחושת הרפלקטיבי, שלא ניתן להסיר ביעילות על ידי קרינה אינפרא אדום רחוק בלבד. לכן, אנו משתמשים בלייזר סיבים ננו-שניות בעל הספק נמוך בשלב התהליך השני כדי להבטיח הסרה מלאה של שכבה שארית זו. ללייזר הסיבים תכונות ספיגה טובות יותר במצע, מה שמאפשר פילינג יסודי תוך הגנה על פני הנחושת מפני חימום יתר ושינוי פני השטח.
בעוד ששיטות חלופיות כגון אבלציה בלייזר באמצעות מספר לייזרים קצרים או לייזר סיב יחיד וחזק יותר זמינות להסרת שכבת הבידוד, התהליך הדו-שלבי שלנו מציע יתרונות בולטים במונחים של יעילות, איכות ומהירות עיבוד.
תהליך האבלציה בפועל של הראשון בדרך כלל אינו יכול לעמוד בדרישות המהירות ואינו יכול להבחין בין חומר הבידוד לבין המצע; מצד שני, שימוש בלייזר סיב אחד חזק יותר יביא נזק תרמי חמור יותר ושינוי פני השטח למצע.
בנוסף, שתי החלופות דורשות השקעה גבוהה יותר במקור הלייזר, כך ששיטת הדו-שלבים נותרה פתרון אידיאלי לתהליך הפשטת בידוד סיכת ראש, תוך השגת איזון טוב בין יעילות, איכות וחסכוניות.
