CO₂提升了灯具的制造工艺

拥有逾100年焊接经验的机床制造商阿诺德·拉文斯堡（Ravensburg）是该领域的技术专家。他们是激光技术的早期应用者，并自1985年起开始自主研发激光系统。

凭借其卓越的专业知识，尤其是CO₂领域的专长，全球各地的企业纷纷寻求阿诺德·拉文斯堡（Arnold Ravensburg）的帮助，以解决其最棘手的焊接难题。 他们深知，该公司将针对具体需求开发定制化解决方案——通常涵盖激光器、光路引导系统、夹具以及用于工件处理的机器人技术——而非对客户的独特问题强行采用“一刀切”的做法。

用于密封灯具的应用

2023年，一家大型照明产品制造商联系了Arnold Ravensburg，希望其提供一套用于电弧灯密封的系统。具体而言，必须将石英玻璃制成的圆柱形外壳熔化，使其与承载阳极和阴极的内部陶瓷结构形成密封。 该密封必须连续且气密，并覆盖灯泡的整个周长。这是为了保持后续步骤中注入的高压气体混合物。该密封必须能够承受灯泡的整个使用寿命。

在此工艺中，必须将灯泡外围的两处玻璃熔化，使其与内部的陶瓷部件形成气密密封。这样，灯泡就能在整个使用寿命期间保持内部充气状态。

最初，这家照明设备制造商采用火焰进行密封处理。但在过去的10年里，他们已转而使用激光。他们发现激光工艺更具可重复性，而且通过使用温度传感器测温系统，他们能够更好地调控工艺，从而提高了工艺的一致性和产量。  

遗憾的是，他们原先合作的激光系统供应商存在质量和交货方面的问题。他们正在寻找一家新的供应商，希望对方能提供更高效、更稳定的流程，并确保准时交货。

这家照明制造商此前就与阿诺德·拉文斯堡有过合作，因此自然而然地选择与该公司接洽，商讨这个项目。更何况，对于这一应用而言，CO₂是唯一可行的光源，而阿诺德·拉文斯堡在该技术领域经验尤为丰富。

必须使用CO₂因为气缸外壳的材料在可见光和近红外光谱范围内是透明的。这意味着无法直接使用波长更短的激光器进行加工——这些激光的光线会直接穿透材料，而不会被吸收以加热材料。 

激光器器的选择

虽然该应用显然需要CO₂，但阿诺德·拉文斯堡首先必须确定工艺规格。他们发现，最佳方法是在对准目标点施加激光能量的同时，让球体持续旋转。 这样可以迅速加热球体。材料温度由非接触式测温仪持续监测，一旦达到设定值，激光便会关闭。灯泡继续旋转，熔融的玻璃随之流动，从而形成密封。

阿诺德·拉文斯堡公司的工程师们意识到，由于工艺参数可能存在差异，他们无法同时完成这两道焊缝。因此，这两道焊缝将依次进行。决定焊接速度的关键因素是管束材料的流动速度，这导致每道焊缝的焊接时间约为三分钟。

该工艺需要一台功率约为 800 瓦的激光器。Arnold Ravensburg高意 010作为该应用的激光源。这是我们 DC 系列中的一款 1 千瓦型号，该系列是高性能、密封式、板式散热的CO₂功率范围可达 8 千瓦。

“多种因素促使我们选择了DC 010，”Arnold Ravensburg公司的销售经理Hansjörg Klotz解释道，“我们的终端用户非常欣赏这种密封板放电设计，因为它比其他CO₂所采用的快速流通过程结构具有更高的可靠性。 该设计还具备更低的运营成本、更高的可靠性、更长的使用寿命以及更长的维护间隔。此外，由于采用密封结构，这些激光器能够避免污染问题——这在工业环境中始终是一个难题。最后，DC系列激光器的输出功率在整个使用寿命期间保持恒定，从而确保了卓越的工艺一致性。”

携手共创成功

从阿诺德·拉文斯堡（Arnold Ravensburg）这样的机械制造商的角度来看，克洛茨（Klotz）将简便的集成视为一项显著优势。“我们高意 （高意 的DC系列激光器，围绕它们构建系统非常简单。它们提供了真正的工业接口，并能无缝融入现场总线环境。 我们的许多客户都采用Profibus协议，特别是在德国——那里西门子控制器几乎无处不在，而DC系列对此提供了直接支持。”

高意 高意 合作伙伴，从他们那里获取所需的支持和信息总是轻而易举。例如，我们有时需要某款激光器的详细光束特性数据来进行高意 提供这些数据。”

“我们的经验也表明高意 的激光器在不同设备之间具有极佳高意 。因此，一旦我们开发出光学系统，就可以确信在构建系统时无需进行显著的个别调整。光束稳定性也是如此；安装后不会发生变化。这与我们自己的设计理念非常契合。 Arnold Ravensburg的光路引导系统设计为：更换镜片时无需重新进行光学对准。当然，这要求激光器本身的光路保持稳定。”

“这些是‘工作马’级别的激光器，每年只需维护一次，”克洛茨说道。“我们可以放心安装它们，无需担心现场会出现性能问题或设备故障。高意 我们的高意 不仅解决了我们自身的问题，也解决了客户的问题。这也确保了客户会再次光顾。”