Stanje in možnosti tehnologije laserske natančne obdelave

Laserski žarek lahko usmerimo na zelo majhno velikost, zaradi česar je še posebej primeren za precizna obdelava. Trenutno tehnologijo laserske obdelave delimo na tri ravni glede na velikost obdelanega materiala in zahteve glede natančnosti obdelave:

• Technology laserska obdelovalna tehnologija za obsežne materiale, katerih glavni predmet so debele plošče (od nekaj milimetrov do deset milimetrov), njegova natančnost obdelave pa je na splošno na milimetrski ali pod milimetrski ravni;
• Natančna laserska obdelovalna tehnologija s tankimi ploščami (0.1 do 1.0 mm) kot glavnim obdelovalnim predmetom, natančnost obdelave pa je navadno približno deset mikronov;
• Technology Tehnologija laserskega mikroizdelave za različne filme z debelino manj kot 100 μm kot glavnim obdelovalnim predmetom je njegova natančnost obdelave na splošno pod 10 mikronov ali celo pod mikron.

Upoštevati je treba, da v strojni industriji natančnost običajno pomeni majhno hrapavost površine in majhen obseg toleranc (vključno s položajem, obliko, velikostjo itd.). Vendar se izraz "natančnost" v tem članku nanaša na majhno vrzel na predelu, ki ga obdelujemo, kar pomeni, da je mejna velikost, ki jo je mogoče obdelati, majhna. Pri zgornjih treh vrstah laserske obdelave je tehnologija laserske obdelave večjih delov postajala vse bolj zrela in stopnja industrializacije je bila zelo visoka. laserske mikroobdelovalne tehnologije, kot so lasersko obrezovanje, lasersko natančno jedkanje, laserska tehnologija neposrednega pisanja, se pogosto uporabljajo tudi v industriji in obstaja veliko s tem povezanih poročil. Ta članek se bo osredotočil na tehnologijo natančne laserske obdelave. Zaradi udobja so spodaj omenjeni obdelovalni cilji za natančno obdelavo omejeni na tanke plošče (0.1-1.0 mm).

1. Primerjava med lasersko natančno obdelavo in tradicionalnimi obdelovalnimi metodami

Z napredkom tehnologije postajajo vrste tehnologije natančne obdelave vedno bolj bogate.

Laserska natančna obdelava ima naslednje pomembne značilnosti:

• ① Obseg lasersko natančne obdelave je širok, vključuje skoraj vse kovinske in nekovinske materiale. Medtem ko je z elektrolitsko obdelavo mogoče obdelati samo prevodne materiale, je fotokemična obdelava primerna samo za lahko jedke materiale, plazemska obdelava pa je težko obdelati nekatere materiale z visokim tališčem.
• Influ Na kakovost lasersko natančne obdelave je malo vplivnih dejavnikov, natančnost obdelave je velika in je na splošno boljša od drugih tradicionalnih načinov obdelave na splošno.
• ③ Z vidika obdelovalnega cikla orodna elektroda EDM zahteva visoko natančnost, velike izgube in dolg obdelovalni cikel; zasnova katodnega kalupa za obdelovalno votlino in profil elektrolitske obdelave je velika in tudi proizvodni cikel je dolg; Postopki so zapleteni; laserska natančna obdelava je preprosta, širino reže je enostavno prilagoditi in nadzorovati, hitrost obdelave je hitra in obdelovalni cikel je krajši od drugih metod.
• Mach Laser natančna obdelava spada v brezkontaktno obdelavo brez mehanske sile. V primerjavi z obdelavo z EDM in plazemskim oblokom sta območje in deformacija, ki vpliva na toploto, zelo majhna, zato lahko obdela zelo majhne dele.

Če povzamemo, ima tehnologija natančne obdelave z laserjem številne prednosti pred tradicionalnimi obdelovalnimi metodami, možnosti uporabe pa je zelo široka.

2. Uvod v pogosto uporabljano opremo za natančno lasersko obdelavo

Laserji, ki se običajno uporabljajo za natančno obdelavo, vključujejo: CO2 laserje, YAG laserje, laserje na bakrene pare, ekscimerne laserje in CO laserje itd. Za njihove laserske značilnosti glejte literaturo za podrobnosti. 

Med njimi se v obsežni tehnologiji laserske obdelave pogosto uporabljajo visoko zmogljivi laserji CO2 in visoko zmogljivi laserji YAG; laserji na bakreni pari in ekscimerni laserji se pogosteje uporabljajo v tehnologiji laserske mikro obdelave; YAG laserji srednje in nizke moči se običajno uporabljajo za natančno obdelavo.

3. Uporaba natančne laserske obdelave in razvoj Kitajske in mednarodne industrije

3.1 Mednarodni status

3.1.1 Lasersko natančno vrtanje

Z napredkom tehnologije tradicionalni način prebijanja že večkrat ni mogel zadostiti potrebam. Na primer na trdih zlitinah volframovega karbida se obdelujejo majhne luknje s premerom več deset mikrometrov; globoke luknje s premerom nekaj sto mikrometrov obdelamo na trdi in krhki rdeči in safirni itd., kar ni mogoče doseči s konvencionalnimi metodami obdelave. Takojšnja gostota moči laserskega žarka je kar 108 W / cm2, kar lahko material v kratkem času segreje na tališče ali vrelišče, da doseže perforacijo na zgornjih materialih. V primerjavi z elektronskim žarkom, elektrolizo, električno iskrico in mehanskim vrtanjem ima lasersko vrtanje dobro kakovost, visoko natančnost ponavljanja, močno vsestranskost, visoko učinkovitost, poceni in pomembne obsežne tehnične in ekonomske koristi. Mednarodno natančno lasersko vrtanje je doseglo zelo visoko raven. Švicarsko podjetje uporablja polprevodniške laserje za luknjanje lukenj v lopatic letalskih turbin, ki lahko obdelajo mikro luknje s premerom od 20 μm do 80 μm, razmerje med premerom in globino pa lahko doseže 1:80 (glej sliko 1 (a)) . Laserski žarek lahko obdeluje tudi različne luknje posebne oblike, kot so slepe luknje (glej sliko 1 (b)) in kvadratne luknje na krhkih materialih, kot je keramika, kar ni mogoče doseči z običajno obdelavo.

3.1.2 Lasersko natančno rezanje

V primerjavi s tradicionalno metodo rezanja, natančnost lasersko rezanje ima veliko prednosti. Na primer, lahko naredi ozke reze, skoraj brez ostankov rezanja, majhno območje, ki vpliva na vročino, nizek hrup pri rezanju in lahko prihrani 15% do 30% materiala. Ker laser skoraj ne proizvaja mehanskih impulzov in pritiska na material, ki ga režemo, je primeren za rezanje trdih in krhkih materialov, kot so steklo, keramika in polprevodniki. Poleg tega je laserska pega majhna in reža ozka, zato je še posebej primeren za majhne dele. Vrsta natančnega rezanja. Švicarsko podjetje za natančno rezanje uporablja polprevodniške laserje, njegova dimenzijska natančnost pa je dosegla zelo visoko raven.

Tipična uporaba laserskega natančnega rezanja je rezanje SMT šablon v ploščah tiskanih vezij (glej sliko 2). Tradicionalna metoda obdelave predloge SMT je metoda kemičnega jedkanja. Njena usodna pomanjkljivost je, da mejna velikost obdelave ne sme biti manjša od debeline plošče, kemična metoda jedkanja pa ima zapleten postopek, dolg obdelovalni cikel, korozivni medij pa onesnažuje okolje. 

Z lasersko obdelavo ni mogoče le premagati teh pomanjkljivosti, temveč tudi ponovno obdelati končno predlogo. Zlasti natančnost obdelave in gostota reže sta bistveno boljša od prejšnjih (glej sliko 3). Je nekoliko nižji od prejšnjega. Vendar pa zaradi visoke tehnološke vsebine celotnega sklopa opreme, ki se uporablja za lasersko obdelavo, in visoke cene lahko le nekaj podjetij v nekaj državah, kot so ZDA, Japonska in Nemčija, izdela celoten stroj.

3.1.3 Lasersko natančno varjenje

Lasersko varjenje ima zelo ozko območje, ki je pod vplivom toplote, in majhen zvar. Zlasti lahko zvari materiale z visokim tališčem in različne kovine brez potrebe po dodatnih materialih. Mednarodna uporaba trdnih YAG laserjev za varjenje šivov in točkovno varjenje je dosegla visoko raven. Poleg tega so vodilne žice tiskanega vezja varjene z laserjem, ki ne zahteva uporabe fluksa in lahko zmanjša termični šok, ne da bi vplival na matrico vezja, s čimer zagotavlja kakovost matrice z integriranim vezjem (glej sliko 4) .

3.2 Trenutne razmere na Kitajskem

Po več kot 20 letih prizadevanj, v smislu tehnologije laserske natančne obdelave in popolne opreme, čeprav se Kitajska uporablja pri keramičnem laserskem pisanju in laserskem točkovnem varjenju mikro majhnih kovinskih delov, varjenju šivov in nepredušnem varjenju ter označevanju, itd. 

Vendar pa je v tehnologiji laserske natančne obdelave postopek natančnega rezanja in jedkanja predloge mikroelektronskega vezja z visoko tehnično vsebino in širokim trgom uporabe, skoznje luknje, slepe luknje in luknje posebne oblike, reže različnih specifikacij in velikosti na keramičnih ploščah in tiskani. vezja Natančna laserska obdelava in drugi vidiki so še vedno v fazi raziskav in razvoja in ni se pojavil noben ustrezen industrijski prototip. 

Večina uporabnikov na Kitajskem na splošno uporablja uvožene predloge ali strojno obdelavo po naročilu v Hong Kongu in drugih krajih. Visoka cena in dolg cikel sta resno vplivala na razvojni cikel izdelka. V zadnjih letih je nekaj velikih mednarodnih podjetij videlo ogromen potencialni trg Kitajske v industriji laserske natančne obdelave. , je začel ustanavljati podružnice na Kitajskem. Vendar pa visoki stroški strojne obdelave povečajo stroške izdelkov in jih še vedno mnoga podjetja odvračajo.

4. Razvojni trend in perspektiva tehnologije laserske natančne obdelave

Kakovostni, učinkoviti, stabilni, zanesljivi in ​​poceni laserji so predpogoj za promocijo in uporabo precizne obdelave. Eden od razvojnih trendov laserske natančne obdelave je miniaturizacija obdelovalnih sistemov. V zadnjih letih so se laserji z diodno črpalko hitro razvili. Ima vrsto prednosti, kot so visoka učinkovitost pretvorbe, dobra delovna stabilnost, dobra kakovost žarka in majhna velikost. Verjetno bo postal glavni laser za naslednjo generacijo laserske natančne obdelave.

Integracija obdelovalnih sistemov je še en pomemben trend v razvoju laserske natančne obdelave. Sistematizirati in izboljšati tehnologijo laserske natančne obdelave različnih materialov; razviti uporabniku prijazno, namensko krmilno programsko opremo, primerno za lasersko natančno obdelavo, in jo dopolniti z ustrezno podatkovno bazo procesov; združiti nadzor, proces in laser za doseganje optičnega. Integracija strojne, električne in materialne obdelave je neizogiben trend v razvoju laserske natančne obdelave.

Čeprav ima Kitajska velik razkorak z mednarodnimi v smislu tehnologije in opreme za lasersko obdelavo, bomo, če bomo še naprej izboljševali kakovost laserskega žarka in natančnost obdelave na podlagi izvirnika, skupaj z raziskavami tehnologije obdelave materialov, zasedli lasersko natančnost strojni trg, kolikor je mogoče. In postopoma prodrejo na področje laserske mikroobdelave, lahko spodbujajo hiter razvoj lasersko rezanje tehnologijo in sčasoma izdelujejo lasersko natančno obdelavo v obsežno industrijo.

Povezava do tega članka: Stanje in možnosti tehnologije laserske natančne obdelave

Izjava o ponatisu: Če ni posebnih navodil, so vsi članki na tem spletnem mestu izvirni. Prosimo, navedite vir za ponatis: https: //www.cncmachiningptj.com/，hvala！

PTJ® ponuja celoten spekter natančnosti po meri cnc strojna obdelava na Kitajskem storitve.ISO 9001: 2015 & AS-9100 certificirano. 3, 4 in 5-osna hitra natančnost CNC obdelava storitve, vključno z rezkanjem, obračanjem po specifikacijah kupca, zmožnost obdelave kovinskih in plastičnih delov s toleranco +/- 0.005 mm. Sekundarne storitve vključujejo CNC in običajno brušenje, vrtanje,litje,pločevine in žigosanjeZagotavljanje prototipov, celotne proizvodne cikle, tehnično podporo in popoln pregled avtomobilska, aerospace, plesni in napeljave, led razsvetljava,medicinski, kolo in potrošnik elektronika industrije. Pravočasna dostava. Povejte nam nekaj o proračunu vašega projekta in pričakovanem roku dostave. Z vami bomo oblikovali strategijo za stroškovno najučinkovitejše storitve, ki vam bodo pomagale doseči svoj cilj. Dobrodošli v pišite nam ( prodaja@pintejin.com ) neposredno za vaš novi projekt.