粉末涂料在汽车、家电、家具、建筑设备和农业机械等许多行业中都被用来制作耐用的表面处理。但是，随着产量的增加，制造商对提高可持续性、降低能耗、加快生产速度和削减成本的需求也在增加。传统的粉末涂料固化方法阻碍了这一目标的实现，造成了生产商无法再忽视的低效率问题。
激光固化是一种改变游戏规则的创新技术，它为粉末涂料用户提供了一种快速、节能和高度可控的解决方案。它提供了一种可持续的固化工艺，既能满足现代制造业的需求，又不会降低质量或效率。
让我们来学习一下具体方法。
什么是激光固化
粉末喷涂工艺首先将带静电的干燥粉末喷涂到金属零件表面。静电力会使粉末颗粒附着在工件上，形成一层厚度均匀的涂层。
涂敷完成后，涂层部件将通过加热固化。这将熔化并融合粉末颗粒，使其分解形成光滑的涂层。这一固化步骤可确保涂层形成坚韧的保护层，通常比油漆更厚、更硬、更耐用。
传统的粉末涂料固化方法依赖于对部件的整体加热来熔化粉末颗粒。最常见的方法是使用对流烤箱，通过加热大量空气来提高整个部件的温度。这种方法可确保粉末涂料达到固化所需的温度，但也会因加热整个部件以及烤箱周围的生产环境而浪费大量能源。
红外线（IR）烤箱是一种更快的替代方法。这种烤箱利用辐射加热直接加热粉末涂料，因此比对流烤箱更高效。但它们仍然会向各个方向发射光线，导致效率低下和能量损失。另外，红外线加热器输出的是宽带光，其中大部分都不能被粉末涂料很好地吸收，因此无助于加热粉末涂料。
激光固化采用了一种根本不同的方法，利用高强度、高方向性的窄带二极管激光源作为热源。激光发出的强光可以被有效地收集、塑造并投射到零件表面。
这使得激光只能加热所需的部件表面，而几乎不能加热其他表面。此外，激光产生的窄范围红外线波长能被粉末涂料颗粒很好地吸收，从而在有效固化粉末涂料颗粒的同时，很大程度上避免了对部件本身进行不必要的加热。与对流烤箱相比，固化周期时间缩短了约 10 倍。
最后，激光的电能转换效率（即产生必要数量的激光所需的电能）明显高于任何其他类型的红外光源。这意味着提供给激光系统的大部分电能都用于实际固化涂层，而不是浪费掉。这种效率和高速工艺是激光固化具有高度可持续性的关键因素。
IPG Photonics 将激光固化的优势应用到生产中
IPG 模块化激光固化系统可让制造商在大批量生产环境中充分发挥激光粉末涂料固化的优势。与对流烤箱和红外灯烤箱相比，这些系统能切实节省成本、时间和占地面积。最重要的是，IPG 激光粉末涂料固化系统可减少能源消耗和浪费，同时加强过程控制，是一种更具可持续性的替代方案。
IPG 模块化激光固化系统的基本构件是一个 8 英尺（2.4 米）长的单元，其宽度足以容纳粉末涂层部件。通常情况下，部件在系统中连续移动，包括升温和降温在内，固化时间大约为 2 分钟。
这种基本配置的产量可以通过加长系统来提高。模块化激光固化系统可根据需要增加 4 英尺（1.2 米）长的模块，以无限延长系统长度。
IPG 模块化激光固化系统实际上有多种不同的配置方式，以满足特定要求或与现有生产设备集成。例如，该系统可以支持连续输送或走走停停输送。它可以结合机器人技术来处理不断变化的零件组合或固化曲面零件。
但无论激光固化系统采用哪种形式，其占地面积通常都要比同等产量的对流烘箱少 10 倍左右。此外，该系统的扩展能力意味着，如果产量增加，它还可以随着时间的推移而扩展。相比之下，制造商通常需要购买足够大的对流烤箱来满足其可预见的长期需求，因为后期升级并不划算。
模块化激光固化系统的另一个主要优势是它能提供精确的过程控制。这得益于两个关键因素。
首先，它是一种 "冷 "烤箱，几乎不散发废热。这样就可以集成热像仪等先进计量仪器，实时测量涂层表面温度。相比之下，对流烤箱和红外线烤箱只能提供内部空气温度读数，对制程控制的直接价值不大。
其次，激光输出功率几乎可以瞬间改变。这样就可以根据测量到的涂层温度进行实时、即时调整。这可确保固化温度始终与特定粉末材料的配方相匹配。
激光粉末涂料固化是对以往技术的一次革命性突破。它提高了产量、加强了控制、降低了运营成本，同时还是一种更可持续的工艺，减少了碳足迹。IPG 模块化激光固化系统为在各种生产环境中实施激光粉末涂料固化提供了最简单、最灵活和最具成本效益的方法。
激光粉末涂层固化入门
许多应用和制造商都能从激光固化解决方案中获益。IPG 既提供用于粉末涂料固化的激光加热源，也提供激光固化研发工作站和完整的模块化激光固化系统。
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