高效、穩(wěn)定、可靠、廉價(jià)的激光器是精密加工推廣應(yīng)用的前提,激光精密加工的發(fā)展趨勢(shì)之一就是加工系統(tǒng)小型化。近年來,二極管泵浦激光器發(fā)展十分迅速,它具有轉(zhuǎn)換效率高、工作穩(wěn)定性好、光束質(zhì)量好、體積小等一系列優(yōu)點(diǎn),很有可能成為下一代激光精密加工的主要激光器。加工系統(tǒng)集成化是激光精密加工發(fā)展的又一重要趨勢(shì)。將各種材料的激光精密加工工藝系統(tǒng)化、完善化;開發(fā)用戶界面友好、適合激光精密加工的控制軟件,并且輔之以相應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)庫;將控制、工藝和激光器相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)光、機(jī)、電、材料加工一體化,是激光精密加工發(fā)展的必然趨勢(shì)。激光加工過程中需要特別注意安全問題,防止激光傷害。南寧反錐度激光精密加工
常用加工設(shè)備一般用于精密加工的激光器有:CO2激光器,YAG激光器,銅蒸汽激光器,準(zhǔn)分子激光器和CO激光器等。其中大功率CO2激光器和大功率YAG激光器在大型件激光加工技術(shù)中應(yīng)用較廣;而銅蒸汽激光器和準(zhǔn)分子激光器在激光微細(xì)加工技術(shù)中應(yīng)用較多;中、小功率YAG激光器一般用于精密加工。應(yīng)用(1)激光精密打孔隨著技術(shù)的進(jìn)步,傳統(tǒng)的打孔方法在許多場(chǎng)合已不能滿足需求。例如在堅(jiān)硬的碳化鎢合金上加工直徑為幾十微米的小孔;在硬而脆的紅、藍(lán)寶石上加工幾百微米直徑的深孔等,用常規(guī)的機(jī)械加工方法無法實(shí)現(xiàn)。廣州旋切激光精密加工利用激光直寫技術(shù),在基板上制備納米級(jí)電路和傳感器結(jié)構(gòu)。
激光精密加工的比較大優(yōu)勢(shì)之一就是精度高。與傳統(tǒng)加工方法相比,它可以實(shí)現(xiàn)更小的加工尺寸和更嚴(yán)格的公差控制。在微觀層面,激光束可以聚焦到很小的光斑尺寸,如在紫外激光加工中,光斑直徑可以小至幾微米甚至更小。這使得在加工微小零件或在材料上制造精細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí),能夠達(dá)到極高的精度。例如,在制造航空航天領(lǐng)域的微小型傳感器時(shí),激光精密加工可以將傳感器的各個(gè)部件加工到微米級(jí)精度,保證傳感器在復(fù)雜環(huán)境下的準(zhǔn)確測(cè)量,這種高精度加工能力為制造業(yè)提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。
激光精密切割與傳統(tǒng)切割法相比,激光精密切割有很多優(yōu)點(diǎn)。例如,它能開出狹窄的切口、幾乎沒有切割殘?jiān)?、熱影響區(qū)小、切割噪聲小,并可以節(jié)省材料15%~30%。由于激光對(duì)被切割材料幾乎不產(chǎn)生機(jī)械沖力和壓力,故適宜于切割玻璃、陶瓷和半導(dǎo)體等既硬又脆的材料,加上激光光斑小、切縫窄,所以特別適宜于對(duì)細(xì)小部件作各種精密切割。瑞士某公司利用固體激光器進(jìn)行精密切割,其尺寸精度已經(jīng)達(dá)到很高的水平。激光精密切割的一個(gè)典型應(yīng)用就是切割印刷電路板PCB中表面安裝用模板(SMTstencil)。利用高能激光束對(duì)金屬進(jìn)行燒蝕、熔化、氣化以去除材料稱為激光精密加工技術(shù)。
激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下,通過脈沖使激光器放電,從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光,形成一定頻率,一定脈寬的光束,該脈沖激光束經(jīng)過光路傳導(dǎo)及反射并通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上,形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個(gè)高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個(gè)細(xì)小的孔,在計(jì)算機(jī)控制下,激光加工頭與被加工材料按預(yù)先繪好的圖形進(jìn)行連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)打點(diǎn),這樣就會(huì)把物體加工成想要的形狀。可在半導(dǎo)體晶圓上進(jìn)行精密劃片,切口整齊,崩邊小,不影響芯片性能。哈爾濱零錐度激光精密加工
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激光精密加工對(duì)材料的損傷極小。由于激光加工是基于局部能量吸收的原理,在加工過程中,只有被激光束照射到的區(qū)域才會(huì)受到影響。對(duì)于周圍的材料,幾乎沒有熱影響或機(jī)械應(yīng)力的影響。在加工一些對(duì)溫度敏感或易碎的材料時(shí),這一優(yōu)勢(shì)尤為明顯。比如在加工陶瓷材料時(shí),傳統(tǒng)加工方法容易導(dǎo)致陶瓷破裂,但激光精密加工通過精確控制能量密度,可以在不破壞陶瓷整體結(jié)構(gòu)的情況下完成加工。在加工半導(dǎo)體材料時(shí),也能避免因過度加工對(duì)材料電學(xué)性能的損害,保證材料的性能穩(wěn)定。南寧反錐度激光精密加工