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Panasonic desenvolve tecnologia WBC azul de alta potência para revolucionar aplicativos DDL em microfabricação

Essa tecnologia permite um laser WL curto e de alta potência para microfabricação com alta qualidade de feixe


Em 29 de janeiro de 2020, a Panasonic Corporation anunciou que conseguiu demonstrar o laser azul de maior brilho do mundo. Isso foi alcançado usando a tecnologia combinada de feixe de comprimento de onda (WBC) [1] em um laser de diodo direto (direct diode laser, DDL) para produzir um feixe de saída de alta qualidade [2]. Com essa tecnologia, a escala de energia é ativada, mantendo a qualidade do feixe, simplesmente aumentando o número de fontes de laser. Essa demonstração abre as portas para intensidades de laser que podem ser duas ordens de grandeza mais altas que os sistemas convencionais de laser azul. Essa tecnologia contribuirá para os processos emergentes de microfabricação, cuja demanda deve crescer em aplicações industriais, como no setor automotivo.

Wavelength Beam Combining (WBC) technology (Graphic: Business Wire)

O setor automotivo está se movendo em direçãoà”eletrificação” e “miniaturização”, enquanto exige “alta rigidez”, “flexibilidade de design” e “produtividade”. Neste contexto, a expectativa para os lasers de microfabricação que podem processar vários tipos de materiais, como cobre, ouro e plástico, está aumentando. Especialmente o laser azul, com alta eficiência de absorção óptica, tem uma alta demanda no campo da fabricação de cobre para motores e baterias automotivas. O processamento altamente produtivo requer uma fonte de feixe de laser com alta potência de saída e alta qualidade de feixe.

Para obter tal fonte de feixe, a Panasonic iniciou a colaboração com a TeraDiode, Inc. (TDI), uma empresa com sede em Massachusetts, EUA, em 2013, e desde então desenvolve a tecnologia WBC que pode combinar comprimentos de onda múltiplos e diferentes em um feixe combinado. Em 2014, a Panasonic lançou o LAPRISS; o primeiro sistema de robô de soldagem a laser do mundo equipado com DDL infravermelho usando a tecnologia WBC*1. Em 2017, a empresa adquiriu a TDI como uma subsidiária integral*2 e começou a desenvolver a otimização da potência de saída no WBC, além de reduzir o comprimento de onda.

A otimização da potência de saída do laser azul de alta qualidade de feixe (comprimento de onda = 400 – 450 nm) foi realizada combinando mais de 100 emissores de várias barras de diodos [3] com a tecnologia WBC.

Essa tecnologia WBC combina os feixes de vários emissores em diferentes comprimentos de onda que são incidentes na grade de difração em ângulos correspondentes a cada comprimento de onda. O ressonador é então formado entre o espelho parcialmente transparente compartilhado e cada face da borda dos emissores. Como resultado, o feixe de saída alcançou uma potência de 135 W com uma qualidade de feixe alto de BPP [4] 1,5 mm · mrad.

No futuro, a Panasonic desenvolverá um sistema de processamento equipado com essa fonte de raio laser, bem como a otimização do processo no processamento a laser.

A Panasonic realizará exposições e sessões de palestras sobre nossas conquistas técnicas no PHOTONICS WEST 2020 em São Francisco, de 1 a 6 de fevereiro de 2020.*3

Parte desta pesquisa e desenvolvimento inclui os dados obtidos em um projeto – “Desenvolvimento de processamento a laser avançado com inteligência baseada em tecnologias a laser de alto brilho e alta eficiência (projeto TACMI)” – encomendado pela Organização para o Desenvolvimento Tecnológico Industrial e de Novas Energias (New Energy and Industrial Technology Development Organization, NEDO) do Japão.

[Aplicações] Processamento a laser (soldagem, corte, etc.)

[Patentes] Total de 571 patentes nacionais e internacionais (incluindo pedidos pendentes)

Notas
*1: Tópicos Panasonic Corporation
15 de abril de 2014: A Panasonic lançou um sistema de robô de soldagem a laser “LAPRISS”, equipado com o primeiro laser de diodo direto de alta potência do mundo
https://news.panasonic.com/jp/topics/2014/38440.html (Em japonês)
*2: Comunicado de imprensa Panasonic Corporation
6 de janeiro de 2017: Panasonic adquire todas as ações da startup da TeraDiode, Inc., localizada nos EUA.
https://news.panasonic.com/global/press/data/2017/01/en170106-3/en170106-3.html
*3: PHOTONICS WEST 2020, São Francisco, 1 a 6 de fevereiro de 2020

Glossário
[1] Tecnologia Wavelength Beam Combining (WBC): A tecnologia que combina os feixes com diferentes comprimentos de onda emitidos a partir de vários DDLs (lasers de diodo direto) em uma grade de difração.

[2] Qualidade do feixe: Um índice indica como é fácil combinar o feixe. Maior qualidade do feixe possui menor diâmetro e característica altamente colimada.

[3] Barra de diodo: Uma barra de laser que possui várias faixas de emissão (emissores) em uma configuração de matriz em um único chip semicondutor.

[4] BPP (Beam Paarameter Product (Produto Parâmetro do Feixe)): É definido como o produto do raio r0 do diâmetro mínimo do feixe na posição de foco, multiplicado pela metade do valor da meia largura θ do ângulo de divergência do feixe; BPP = r0xθ. A unidade é expressa em [mm・mrad]. Quanto menor o BPP, maior a qualidade do feixe.

Sobre a Panasonic
A Panasonic Corporation é líder mundial no desenvolvimento de diversas tecnologias e soluções eletrônicas para clientes nos setores de produtos eletrônicos, habitação, automotivo e comércio B2B. Celebrando seu 100º aniversário em 2018, a empresa se expandiu internacionalmente e agora opera 582 subsidiárias e 87 empresas associadas em todo o mundo, alcançando vendas líquidas consolidadas de 8,003 trilhões de ienes no ano que se encerra em 31 de março de 2019. Empenhada na busca de novos valores por meio da inovação em todas as linhas divisionais, a empresa emprega suas tecnologias para criar uma vida melhor e um mundo melhor para seus clientes. Para saber mais sobre a Panasonic ACESSE AQUI.

Fomte: TERRA

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