TekniskIintroduksjon
Laserbehandling er den mest avanserte prosesseringsteknologien, som hovedsakelig bruker høyeffektiv laser til å gravere og kutte materialer. Hovedutstyret inkluderer datamaskin og laserskjæringsmaskin (gravering). Prosessen med å bruke laserskjæring og utskjæring er veldig enkel, akkurat som å bruke en datamaskin og skriver for å skrive ut på papir, og bruke en rekke grafisk prosesseringsprogramvare (CAD, kretskamera, CorelDRAW, etc.) for grafisk design. Etter det, grafikken overføres til laserskjæringsmaskinen, som enkelt kan kutte (skjære) grafikken til overflaten av ethvert materiale og kutte kantene i henhold til designkravene.
Siden oppfinnelsen av rubinelaseren i Bell Laboratories i 1960, har laseren gradvis blitt brukt på audiovisuelt utstyr, rekkevidde, medisinsk utstyr, prosessering og andre felt.
Selv om prisen på lasersenderen er veldig dyr (hundretusener til millioner) innen laserbehandling, men fordi laserbehandling har fordelene som tradisjonell behandling ikke kan matche, har laserbehandling utgjort mer enn 50% av behandlingen industri i USA, Italia, Tyskland og andre land.
Laserstrålen kan fokuseres til en veldig liten størrelse, så den er spesielt egnet for presisjonsbearbeiding. I henhold til størrelsen på de bearbeidede materialene og nøyaktighetskravene til behandlingen, er laserbehandlingsteknologien delt inn i tre nivåer:
(1) Laserbehandlingsteknologien til store materialer, med tykke plater (flere millimeter til dusinvis av millimeter) som hovedobjekt. Behandlingsnøyaktigheten er generelt i millimeter- eller submillimeternivå;
(2) Presisjonslasebehandlingsteknologien tar den tynne platen (0,1-1,0 mm) som hovedbehandlingsobjektet, og behandlingsnøyaktigheten er vanligvis ti mikron;
(3)Laser mikromaskineringsteknologi, med sikte på alle slags tynne filmer med tykkelse mindre enn 100 mikrometer som hovedbehandlingsobjekt, dens behandlingsnøyaktighet er generelt mindre enn 10 mikrometer eller til og med under mikrometerm.
I mekanisk industri refererer presisjon vanligvis til den lille overflateruheten og det lille utvalget av forskjellige toleranser (inkludert posisjon, form, størrelse osv.)." presisjon" her refererer til det lille gapet i det bearbeidede området, det vil si at grense størrelsen som kan oppnås ved behandling er liten.
I de ovennevnte tre typer laserbehandling har laserbehandlingsteknologien til store deler blitt stadig mer moden, og graden av industrialisering har vært veldig høy; laser-mikroprosesseringsteknologi som laser-finjustering, laserpresisjonsetsing, laser direkte skriveteknologi har også blitt mye brukt i bransjen.
Presisjonsbearbeiding med laser har følgende bemerkelsesverdige funksjoner:
(1) Bredt utvalg: laserpresisjonsbearbeiding har et bredt spekter av gjenstander, inkludert nesten alle metall- og ikke-metalliske materialer; egnet for sintring, boring, merking, skjæring, sveising, overflatemodifisering og kjemisk dampavsetning av materialer.
Elektrokjemisk maskinering kan bare behandle ledende materialer, fotokjemisk maskinering kan bare brukes til etsende materialer, plasmamaskinering er vanskelig å behandle noen materialer med høyt smeltepunkt.
(2) Presis og grundig: laserstrålen kan fokuseres til en veldig liten størrelse, så den er spesielt egnet for presisjonsbearbeiding. Generelt er laser presisjonsbearbeiding overlegen andre tradisjonelle bearbeidingsmetoder på grunn av få påvirkningsfaktorer og høy bearbeidingsnøyaktighet.
(3)Høy hastighet og høy hastighet: Fra perspektivet til bearbeidingssyklus krever EDM-verktøyelektrode høy presisjon, stort tap og lang bearbeidingssyklus; elektrokjemisk bearbeiding av hulrom og overflate katodeform design arbeidsmengde er stor og produksjonssyklus er lang; fotokjemisk bearbeidingsprosess er kompleks; laser presisjonsbearbeiding er enkel og spaltebredden er enkel å kontrollere, som kan sendes ut umiddelbart i henhold til datamaskintegningen. Hurtig gravering, skjæring og prosessering er rask, og prosesseringssyklusen er kortere enn andre metoder.
(4) Sikker og pålitelig: laser presisjonsbearbeiding tilhører berøringsfri bearbeiding, som ikke vil forårsake mekanisk ekstrudering eller mekanisk belastning på materialer; sammenlignet med EDM og plasmabue maskinering, er dens varmepåvirket sone og deformasjon veldig liten, slik at den kan behandle veldig små deler.
(3)Lav pris: ikke begrenset av antall prosesser, for små batch-behandlingstjenester er laserbehandling billigere. For prosessering av store produkter er produksjonskostnaden for store produkter veldig høy, laserprosessering trenger ingen moldproduksjon, og laserbehandling kan helt unngå kollaps av materiale under stansing og klipping, noe som kan redusere produksjonskostnadene til bedrifter og forbedre kvaliteten på produktene.
(6) Skjæresømmen er liten: kappesømmen til laserskjæring er vanligvis 0,1-0,2 mm.
(7) Glatt skjæreflate: Laserskjæreflaten er fri for grader.
(8) Liten termisk deformasjon: Laserskjæringssømmen for laserbehandling er tynn, rask og energikonsentrert, så varmen som overføres til materialet som skal kuttes, er liten, noe som resulterer i svært liten deformasjon av materialet.
(9) Materiellbesparelse: laserbehandling med dataprogrammering, kan være forskjellige former for produkter for materialhekking, maksimere materialutnyttelsen, redusere kostnadene ved materialene til bedriften.
(10)Det er veldig egnet for utvikling av nye produkter: Når produkttegningene er dannet, kan laserbehandling utføres umiddelbart, og du kan få de nye produktene på kortest mulig tid.
Generelt har laser presisjonsbearbeidingsteknologi mange fordeler i forhold til tradisjonelle bearbeidingsmetoder, og bruksområdet for applikasjonen er veldig bredt.
Generelt er laserne som brukes til presisjonsbearbeiding: CO2-laser, YAG-laser, kobberdamplaser, excimer-laser og CO-laser.
Blant dem brukes kraftig CO2-laser og YAG-laser med stor effekt i storskala laserbehandlingsteknologi; kobberdamp laser og excimer laser er mye brukt i laser mikroprosesseringsteknologi; YAG-laser med middels og lav effekt brukes vanligvis i presisjonsbehandling.
FellesAkomplikasjoner
(1) Presisjonsboring med laser
Med utviklingen av teknologi kan tradisjonelle boremetoder ikke oppfylle behovene ved mange anledninger. For eksempel er det umulig å behandle små hull med en diameter på titalls mikron på hard wolframkarbidlegering, og dype hull med en diameter på hundrevis av mikron på hard og sprø rød og safir ved konvensjonelle bearbeidingsmetoder.
Den øyeblikkelige effekttettheten til laserstrålen er så høy som 108 w / cm2. Materialet kan oppvarmes til smeltepunkt eller kokepunkt på kort tid, og de ovennevnte materialene kan perforeres. Sammenlignet med elektronstrålen, elektrolyse, elektrisk gnist og mekanisk boring, har laserboring fordelene med god kvalitet, høy repetisjonsnøyaktighet, høy universalitet, høy effektivitet, lave kostnader og bemerkelsesverdige omfattende tekniske og økonomiske fordeler. Utenlandske land har nådd et veldig høyt nivå innen laserpresisjonsboring.
Et sveitsisk selskap bruker en solid state laser til å bore hull i turbinbladene til fly. Den kan behandle mikroporer med diametere fra 20 mikrometer til 80 mikrometer, og forholdet mellom diameter og dybde kan nå 1:80. Laserstrålen kan også brukes til å behandle forskjellige typer mikroformede hull på sprø materialer som keramikk, som blinde hull, firkantede hull, etc., som ikke kan oppnås ved vanlig bearbeiding.
(2) Presisjonskutting med laser
Sammenlignet med den tradisjonelle skjæremetoden har laser presisjonsskjæring mange fordeler. For eksempel kan det kutte et smalt snitt, det er nesten ingen skjærester, det varmepåvirkede området er lite, skjærestøyen er liten, og det kan spare 15% - 30% av materialet.
Fordi laseren knapt kan produsere mekanisk impuls og trykk på materialet som kappes, er det egnet for kutting av glass, keramikk, halvledere og andre harde og sprø materialer. I tillegg er laserflekken liten og spalten er smal, så den er spesielt egnet for all slags presisjonskutting av små deler. Et sveitsisk selskap bruker en solid state laser for presisjonskutting, og dimensjonsnøyaktigheten har nådd et veldig høyt nivå.
En typisk anvendelse av laserpresisjonsskjæring er å kutte SMT-sjablong i kretskort. Den tradisjonelle prosesseringsmetoden for SMT-mal er kjemisk etsning. Dens fatale ulempe er at prosessens begrensningsstørrelse ikke skal være mindre enn platetykkelsen, og den kjemiske etseprosessen er kompleks, prosesseringssyklusen er lang og det etsende mediet forurenser miljøet.
Bruk av laserbehandling kan ikke bare overvinne disse manglene, men kan også bearbeide den ferdige malen, spesielt behandlingsnøyaktigheten og spaltetettheten er åpenbart bedre enn førstnevnte, og produksjonskostnadene er også litt lavere enn den tidligere fra tidlig langt høyere enn den kjemiske etsingen. Imidlertid, på grunn av det høye tekniske innholdet og den høye prisen på hele settet med utstyr for laserbehandling, er det bare noen få selskaper i USA, Japan, Tyskland og andre land som kan produsere hele maskinen.
(3) Presisjonssveising med laser
Den varmepåvirkede sonen for lasersveising er veldig smal og sveisen er liten, spesielt kan den sveise materialer med høyt smeltepunkt og forskjellige metaller, og det trenger ikke å tilsette materialer. I fremmede land har solid state YAG-laser blitt brukt til sømsveising og punktsveising på høyt nivå. I tillegg krever lasersveising av den utgående linjen til den trykte kretsen ikke bruk av fluks og kan redusere termisk støt og har ingen innvirkning på kretskjernen, og dermed sikre kvaliteten på den integrerte kretskjernen.
Etter mer enn 20 års innsats, innen laserpresisjonsteknologi og komplett sett med utstyr, selv om Kina har blitt brukt innen laser-sveising, sømsveising, lufttett sveising og merking av keramisk laserskrift og mikro- og små metalldeler, men i laser presisjonsbearbeidingsteknologi, mikroelektronisk kretsmal presisjonsskjæring og etsingsteknologi, keramikk med høyteknologisk innhold og bredt applikasjonsmarked Laserpresisjonsbearbeiding av gjennomgående hull, blindhull, unormalt hull og spor i forskjellige størrelser på porselen og kretskortet er fortsatt i fasen av forskning og utvikling, og det er ingen tilsvarende industriell prototype.
I løpet av de siste årene har noen få store utenlandske selskaper sett det enorme potensielle markedet i laserpresisjonsbehandlingsindustrien i Kina og har begynt å etablere filialer i Kina. Imidlertid øker de høye kostnadene ved prosessering produktkostnadene, og mange bedrifter er fortsatt avskrekket.
Utviklingstrend
Laser med høy kvalitet, høy effektivitet, stabilitet, pålitelighet og lave kostnader er forutsetningen for popularisering og anvendelse av presisjonsbearbeiding. En av utviklingstrendene for laserpresisjonsbearbeiding er miniatyriseringen av bearbeidingssystemet. De siste årene har utviklingen av den diodepumpede laseren vært veldig rask. Den har en rekke fordeler, som høy konverteringseffektivitet, god stabilitet, god strålekvalitet, liten størrelse og så videre. Det blir sannsynligvis den viktigste laseren for neste generasjon laserpresisjonsbearbeiding.
Integrasjonen av bearbeidingssystemet er en annen viktig trend med laser presisjonsbearbeiding. Det er en uunngåelig trend for utvikling av laserpresisjonsbearbeiding for å systematisere og perfeksjonere laserpresisjonsbearbeidingsprosessen til forskjellige materialer, utvikle spesiell kontrollprogramvare med et vennlig brukergrensesnitt og egnet for laserpresisjonsbearbeiding, og supplere den med en tilsvarende prosessdatabase, kombinere kontroll, prosess og laser for å realisere integrasjonen av optisk, mekanisk, elektrisk og materialbehandling.
Selv om det er et stort gap mellom Kina og fremmede land innen laserprosesseringsteknologi og -utstyr, okkuperer vi laserpresisjonsbehandlingsmarkedet som mye som mulig, og gradvis trenge inn i laser-mikroprosesseringsfeltet, kan vi fremme den raske utviklingen av laserbehandlingsteknologi. Til slutt vil laserpresisjonsbearbeiding danne en storstilt industri. OgKING' laserer viet til å utvikle og produsere laserutstyr på toppnivå for brukere over hele verden.