Status og utsikter til teknologi for bearbeiding av laserpresisjoner

Laserstrålen kan fokuseres til en veldig liten størrelse, noe som gjør den spesielt egnet for presisjonsbearbeiding. Vi deler den nåværende laserbearbeidingsteknologien i tre nivåer i henhold til størrelsen på det behandlede materialet og nøyaktighetskravene til bearbeiding:

• ① Laserbearbeidingsteknologi for store materialer, med tykke plater (flere millimeter til titalls millimeter) som hovedobjekt, og maskinens nøyaktighet er vanligvis på millimeter eller sub-millimeter nivå;
• ② Presisjonslasermaskineringsteknologi, med tynne plater (0.1 til 1.0 mm) som hovedbearbeidingsobjekt, og maskinens nøyaktighet er vanligvis i størrelsesorden ti mikron;
• ③ Lasermikrofabrikasjonsteknologi, for forskjellige filmer med en tykkelse på mindre enn 100μm som hovedbearbeidingsobjekt, er maskinens nøyaktighet generelt under 10 mikron eller til og med sub-mikronivå.

Det må bemerkes at i maskinindustrien betyr presisjon vanligvis liten overflateruhet og et lite antall toleranser (inkludert posisjon, form, størrelse, etc.). Uttrykket "presisjon" i denne artikkelen refererer imidlertid til det lille gapet i området som behandles, noe som betyr at grensestørrelsen som kan behandles er liten. I de ovennevnte tre typer laserbearbeiding har laserbearbeidingsteknologien til store deler blitt stadig mer moden og graden av industrialisering har vært veldig høy. Mange litteraturer har blitt vurdert; laser mikrobearbeidingsteknologier som laser trimming, laser presisjon etsing, laser Direkte skriveteknologi har også blitt mye brukt i industrien, og det er mange relaterte rapporter. Denne artikkelen vil fokusere på laserpresisjonsteknologi. For enkelhets skyld er bearbeidingsmålene for presisjonsbearbeiding nevnt nedenfor begrenset til tynne plater (0.1-1.0 mm).

1.Sammenligning mellom laserpresisjon og tradisjonelle bearbeidingsmetoder

Med teknologiens fremskritt blir typer presisjonsbearbeidingsteknologi mer og mer rikelig.

Laser presisjonsbearbeiding har følgende viktige funksjoner:

• Scope Omfanget av laser presisjonsbearbeiding er bredt, inkludert nesten alle metalliske og ikke-metalliske materialer. Mens elektrolytisk maskinering bare kan behandle ledende materialer, er fotokjemisk bearbeiding bare egnet for lett etsende materialer, og plasmabearbeiding er vanskelig å behandle visse materialer med høyt smeltepunkt.
• ② Det er få påvirkningsfaktorer på kvaliteten på laser presisjonsbearbeiding, og bearbeidingsnøyaktigheten er høy, og den er generelt bedre enn andre tradisjonelle bearbeidingsmetoder generelt.
• ③ Fra bearbeidingssyklusens perspektiv krever verktøyelektroden til EDM høy presisjon, stort tap og en lang bearbeidingssyklus; utformingen av katodeformen for maskinhulrummet og profilen til elektrolytisk maskinering er stor, og produksjonssyklusen er også lang; Prosedyrene er kompliserte; laser presisjonsbearbeiding er enkel, spaltebredden er lett å justere og kontrollere, bearbeidingshastigheten er rask og bearbeidingssyklusen er kortere enn andre metoder.
• Precision Laser presisjonsbearbeiding tilhører berøringsfri bearbeiding, uten mekanisk kraft. Sammenlignet med EDM og plasmabue, er den varmepåvirkede sonen og deformasjonen veldig liten, så den kan behandle svært små deler.

Oppsummert har laserpresisjonsteknologi mange fordeler i forhold til tradisjonelle bearbeidingsmetoder, og anvendelsesmulighetene er veldig brede.

2. Introduksjon til vanlig laser presisjonsbearbeidingsutstyr

Lasere som vanligvis brukes til presisjonsbearbeiding inkluderer: CO2-lasere, YAG-lasere, kobberdamplasere, excimer-lasere og CO-lasere osv. For deres laseregenskaper, se litteraturen for detaljer. 

Blant dem er høyeffekts CO2-lasere og høyeffekts YAG-lasere mye brukt i storskala laserbearbeidingsteknologi; kobberdamplasere og excimerlasere er mer utbredt i lasermikromaskinteknologi; YAG-lasere med middels og lav effekt brukes vanligvis til presisjonsbearbeiding.

3. Anvendelse av laser presisjonsbearbeiding og utvikling av Kina og internasjonalt

3.1 Internasjonal status

3.1.1 Laser presisjonsboring

Med teknologiens fremskritt har den tradisjonelle stansemetoden ikke vært i stand til å dekke behovene ved mange anledninger. For eksempel behandles små hull med en diameter på flere titalls mikrometer på harde wolframkarbidlegeringer; dype hull med en diameter på flere hundre mikrometer behandles på hard og sprø rød og safir, etc., som ikke kan oppnås ved konvensjonelle bearbeidingsmetoder. Den umiddelbare effekttettheten til laserstrålen er så høy som 108 W / cm2, noe som kan varme materialet til smeltepunktet eller kokepunktet på kort tid for å oppnå perforering på materialene ovenfor. Sammenlignet med elektronstråle, elektrolyse, elektrisk gnist og mekanisk boring, har laserboring god kvalitet, høy gjentakelsesnøyaktighet, sterk allsidighet, høy effektivitet, lave kostnader og betydelige omfattende tekniske og økonomiske fordeler. Internasjonal presisjonslaserboring har nådd et meget høyt nivå. Et sveitsisk selskap bruker solid-state lasere til å slå hull i flyturbineblader, som kan behandle mikrohull med en diameter fra 20 μm til 80 μm, og forholdet mellom diameter og dybde kan nå 1:80 (se figur 1 (a)) . Laserstrålen kan også behandle forskjellige spesialformede hull som blindhull (se figur 1 (b)) og firkantede hull på sprø materialer som keramikk, som ikke kan oppnås ved vanlig maskinering.

3.1.2 Laser presisjonskjæring

Sammenlignet med den tradisjonelle kuttemetoden, presisjon laserskjæring har mange fordeler. For eksempel kan den lage smale snitt, nesten ingen kuttrester, liten varmepåvirket sone, lav skjærestøy og kan spare 15% til 30% materiale. Fordi laseren neppe produserer mekanisk impuls og trykk på materialet som skal kuttes, er den egnet for kutting av harde og sprø materialer som glass, keramikk og halvledere. I tillegg er laserpunktet lite og spalten er smal, så det er spesielt egnet for små deler. En slags presisjonskjæring. Et sveitsisk selskap bruker solid-state lasere for presisjonsskjæring, og dimensjonsnøyaktigheten har nådd et meget høyt nivå.

En typisk anvendelse av laserpresisjonsskjæring er å kutte SMT-sjablonger i kretskort (se figur 2). Den tradisjonelle SMT-malbearbeidingsmetoden er en kjemisk etsemetode. Dens fatale ulempe er at grensestørrelsen på maskineringen ikke må være mindre enn tykkelsen på platen, og den kjemiske etsemetoden har en komplisert prosess, en lang maskineringssyklus, og det korrosive mediet forurenser miljøet. 

Ved å bruke laserbearbeiding kan man ikke bare overvinne disse manglene, men også behandle den ferdige malen på nytt. Spesielt er maskineringsnøyaktigheten og gaptettheten betydelig bedre enn den tidligere (se figur 3). Er litt lavere enn førstnevnte. På grunn av det høye teknologiske innholdet i hele settet med utstyr som brukes til laserbearbeiding og den høye prisen, er det imidlertid bare noen få selskaper i noen få land som USA, Japan og Tyskland som kan produsere hele maskinen.

3.1.3 Laser presisjonssveising

Lasersveising har en veldig smal varmepåvirket sone og en liten sveisesøm. Spesielt kan den sveise materialer med høyt smeltepunkt og forskjellige metaller uten behov for ytterligere materialer. Internasjonal bruk av solide YAG -lasere for søm- og punktsveising har nådd et høyt nivå. I tillegg sveises ledningene til den trykte kretsen med laser, som ikke krever bruk av fluss, og kan redusere termisk sjokk uten å påvirke kretsmatrisen, og derved sikre kvaliteten på den integrerte kretsmatrisen (se figur 4) .

3.2 Dagens situasjon i Kina

Etter mer enn 20 års innsats, når det gjelder laserpresisjonsmaskineringsteknologi og komplett utstyr, selv om Kina har blitt brukt i keramisk laserskrift og laserpunktsveising av mikrosmå metalldeler, sømsveising og lufttett sveising, og merking, etc. 

Imidlertid, i laserpresisjonsmaskineringsteknologien, den mikroelektroniske kretsmalen presisjonsskjæring og etseprosess med høyt teknisk innhold og bredt applikasjonsmarked, gjennomgående hull, blinde hull og spesialformede hull, spor med forskjellige spesifikasjoner og størrelser på keramiske ark og trykt kretskort Laserpresisjonsmaskinering og andre aspekter er fortsatt i forsknings- og utviklingsstadiet, og det har ikke dukket opp noen tilsvarende industriell prototype. 

Flertallet av brukerne i Kina bruker generelt importerte maler eller kommisjonsbearbeiding i Hong Kong og andre steder. Den høye prisen og lange syklusen har alvorlig påvirket produktutviklingssyklusen. De siste årene har noen få store internasjonale selskaper sett Kinas enorme potensielle marked innen laserpresisjonsmaskinering. , Har begynt å sette opp filialer i Kina. Høye maskineringskostnader øker imidlertid produktkostnadene og får fortsatt mange bedrifter til å fraråde dem.

4. Utviklingstrend og utsikt for laserpresisjonsteknologi

Høykvalitets, effektive, stabile, pålitelige og billige lasere er forutsetningene for promotering og anvendelse av presisjonsmaskinering. En av utviklingstrendene for laserpresisjonsmaskinering er miniatyrisering av maskineringssystemer. De siste årene har diodepumpede lasere utviklet seg raskt. Den har en rekke fordeler som høy konverteringseffektivitet, god arbeidsstabilitet, god strålekvalitet og liten størrelse. Det vil sannsynligvis bli hovedlaseren for neste generasjons laserpresisjonsmaskinering.

Integrering av maskineringssystemer er en annen viktig trend i utviklingen av laserpresisjonsmaskinering. Systematisere og forbedre laserpresisjonsmaskineringsteknologien for ulike materialer; utvikle brukervennlig, dedikert kontrollprogramvare egnet for laserpresisjonsmaskinering, og supplere den med den tilsvarende prosessdatabasen; kombinere kontroll, prosess og laser for å oppnå optisk, Integrering av maskin-, elektrisitets- og materialbearbeiding er en uunngåelig trend i utviklingen av laserpresisjonsmaskinering.

Selv om Kina har et stort gap med det internasjonale når det gjelder laserbearbeidingsteknologi og -utstyr, vil vi fortsette å forbedre laserstrålens kvalitet og bearbeidingsnøyaktighet basert på originalen, kombinert med forskning på materialbearbeidingsteknologi. bearbeidingsmarkedet så mye som mulig. Og gradvis trenge inn i feltet av laser mikro-maskinering, kan fremme den raske utviklingen av laserskjæring teknologi, og til slutt gjøre laser presisjonsbearbeiding til en storindustri.

Link til denne artikkelen: Status og utsikter til teknologi for bearbeiding av laserpresisjoner

Reprint Statement: Hvis det ikke er noen spesielle instruksjoner, er alle artiklene på dette nettstedet originale. Oppgi kilden for ny utskrift: https: //www.cncmachiningptj.com/，takk！

PTJ® tilbyr et komplett utvalg av tilpasset presisjon cnc maskinering Kina services.ISO 9001: 2015 & AS-9100 sertifisert. 3, 4 og 5-akses rask presisjon CNC-bearbeiding tjenester inkludert fresing, henvendelse til kundespesifikasjoner, i stand til bearbeidede deler av metall og plast med +/- 0.005 mm toleranse. Sekundære tjenester inkluderer CNC og vanlig sliping, boring,dø avstøpning,metallplater og stempling.Leverer prototyper, full produksjonskjøring, teknisk support og full inspeksjon automotive, romfart, mold & fixture, led belysning,medisinsk, sykkel og forbruker elektronikk næringer. Levering i tide Fortell oss litt om prosjektets budsjett og forventet leveringstid. Vi vil strategisere med deg for å tilby de mest kostnadseffektive tjenestene for å hjelpe deg med å nå målet ditt. Velkommen til Kontakt oss ( sales@pintejin.com ) direkte for ditt nye prosjekt.