Laseritarkkuustekniikan tila ja näkymät

Lasersäde voidaan tarkentaa hyvin pieneen kokoon, mikä tekee siitä erityisen sopivan tarkkuuskoneistus. Jaamme nykyisen laserkäsittelytekniikan kolmeen tasoon käsiteltävän materiaalin koon ja koneistuksen tarkkuusvaatimusten mukaan:

• Large Suurten materiaalien laserkäsittelytekniikka, jonka pääkohteena ovat paksut levyt (useista millimetreistä kymmeniin millimetreihin) ja jonka työstötarkkuus on yleensä millimetri- tai alimillimetritasolla;
• ② Tarkka laserleikkaustekniikka, jossa ohuet levyt (0.1 - 1.0 mm) ovat tärkein työstökohde ja sen työstötarkkuus on yleensä kymmenen mikronin luokkaa;
• Mic Lasermikrovalmistustekniikka eri kalvoille, joiden paksuus on alle 100 μm pääasiallisena työstökohteena, sen työstötarkkuus on yleensä alle 10 mikronia tai jopa alle mikronia.

On huomattava, että koneteollisuudessa tarkkuus tarkoittaa yleensä pientä pinnan karheutta ja pieniä toleransseja (mukaan lukien sijainti, muoto, koko jne.). Tässä artikkelissa termi "tarkkuus" viittaa kuitenkin pieneen aukkoon käsiteltävällä alueella, mikä tarkoittaa, että käsiteltävä raja -koko on pieni. Edellä mainituissa kolmessa lasertyöstötyypissä suurten osien laserkäsittelytekniikka on kypsynyt ja teollistumisaste on ollut erittäin korkea. laser -mikrotyöstötekniikoita, kuten laserleikkaus, laser -etsaus, laser -suorakirjoitustekniikka on myös laajalti käytetty teollisuudessa, ja siihen liittyviä raportteja on monia. Tämä artikkeli keskittyy laser -tarkkuustyöstötekniikkaan. Mukavuuden vuoksi alla mainitut tarkkuustyöstökohteet rajoittuvat ohuisiin levyihin (0.1-1.0 mm).

1.Laseritarkkuuden ja perinteisten työstömenetelmien vertailu

Teknologian kehittymisen myötä tarkkuustyöstötekniikan tyypit ovat yhä runsaampia.

Laser -tarkkuustyöstöllä on seuraavat merkittävät ominaisuudet:

• PrecisionLaseritarkkuuden laajuus on laaja, mukaan lukien lähes kaikki metalliset ja ei-metalliset materiaalit. Vaikka elektrolyyttinen työstö voi käsitellä vain johtavia materiaaleja, valokemiallinen koneistus soveltuu vain helposti syövyttäviin materiaaleihin ja plasmakoneistus on vaikeaa käsitellä tiettyjä korkean sulamispisteen omaavia materiaaleja.
• Laser Laseritarkkuuden laatuun vaikuttaa vain vähän tekijöitä, ja koneistustarkkuus on korkea ja se on yleensä parempi kuin muut perinteiset koneistusmenetelmät yleensä.
• ③ Koneistussyklin näkökulmasta EDM: n työkaluelektrodi vaatii suurta tarkkuutta, suuria häviöitä ja pitkän työstöjakson; katodimuotin suunnittelu elektrolyyttisen koneistuksen työstöonteloa ja profiilia varten on suuri ja valmistusjakso on myös pitkä; Toimenpiteet ovat monimutkaisia; laser -tarkkuustyöstö on yksinkertaista, raon leveys on helppo säätää ja ohjata, koneistusnopeus on nopea ja työstöjakso on lyhyempi kuin muut menetelmät.
• PrecisionLaseritarkkuus kuuluu kosketuksettomaan koneistukseen ilman mekaanista voimaa. EDM- ja plasmakaarikoneistukseen verrattuna sen lämpövaikutteinen vyöhyke ja muodonmuutos ovat hyvin pieniä, joten se voi käsitellä hyvin pieniä osia.

Yhteenvetona voidaan todeta, että laser -tarkkuustyöstötekniikalla on monia etuja perinteisiin työstömenetelmiin verrattuna, ja sen käyttömahdollisuus on erittäin laaja.

2. Johdatus yleisesti käytettyihin laser -tarkkuuskoneistoihin

Tarkkuustyöstössä yleisesti käytettyjä lasereita ovat: CO2-laserit, YAG-laserit, kuparihöyrylaserit, eksimeerilaserit ja CO-laserit jne. Katso niiden laserominaisuuksien yksityiskohdat kirjallisuudesta. 

Niistä suuritehoisia CO2-lasereita ja suuritehoisia YAG-lasereita käytetään laajalti laajamittaisessa lasertyöstötekniikassa; kuparihöyrylasereita ja eksimeerilasereita käytetään laajemmin lasermikrokoneistustekniikassa; Keski- ja pienitehoisia YAG-lasereita käytetään yleensä tarkkuuskoneistukseen.

3. Laser -tarkkuustyöstön soveltaminen ja kehittäminen Kiinassa ja kansainvälisesti

3.1 Kansainvälinen asema

3.1.1 Laser -tarkkuusporaus

Tekniikan kehittyessä perinteinen lävistysmenetelmä ei ole pystynyt vastaamaan moniin tarpeisiin. Esimerkiksi pieniä reikiä, joiden halkaisija on useita kymmeniä mikrometrejä, käsitellään kovilla volframikarbidiseoksilla; syviä reikiä, joiden halkaisija on useita satoja mikrometrejä, käsitellään kovalla ja hauraalla punaisella ja safiirilla jne., mitä ei voida saavuttaa tavanomaisilla työstömenetelmillä. Lasersäteen hetkellinen tehotiheys on jopa 108 W / cm2, mikä voi lämmittää materiaalin sulamispisteeseen tai kiehumispisteeseen lyhyessä ajassa yllä olevien materiaalien rei'ityksen aikaansaamiseksi. Verrattuna elektronisuihkuun, elektrolyysiin, sähkökipinään ja mekaaniseen poraukseen laserporauksella on hyvä laatu, suuri toistotarkkuus, vahva monipuolisuus, korkea hyötysuhde, alhaiset kustannukset ja huomattavat kattavat tekniset ja taloudelliset hyödyt. Kansainvälinen tarkkuuslaserporaus on saavuttanut erittäin korkean tason. Sveitsiläinen yritys käyttää puolijohdelasereita reikien lyömiseen lentokoneiden turbiinien siipiin, jotka voivat käsitellä mikroreikiä, joiden halkaisija on 20 μm-80 μm, ja halkaisijan ja syvyyden suhde voi olla 1:80 (katso kuva 1 (a)) . Lasersäde voi myös käsitellä erilaisia ​​erikoismuotoisia reikiä, kuten sokeita reikiä (katso kuva 1 (b)) ja neliömäisiä reikiä hauraille materiaaleille, kuten keramiikalle, joita ei voida saavuttaa tavallisella koneistuksella.

3.1.2 Tarkka laserleikkaus

Perinteiseen leikkausmenetelmään verrattuna tarkkuus laserleikkaus on monia etuja. Se voi esimerkiksi tehdä kapeita viiltoja, lähes mitään leikkausjäännöksiä, pienen lämpövaikutteisen alueen, alhaisen leikkuumelun ja säästää 15-30% materiaalista. Koska laser tuskin tuottaa mekaanista impulssia ja painetta leikattavaan materiaaliin, se soveltuu kovien ja hauraiden materiaalien, kuten lasin, keramiikan ja puolijohteiden, leikkaamiseen.Lisäksi laserpiste on pieni ja rako on kapea, joten se on erityisen sopii pienille osille. Eräänlainen tarkkuusleikkaus. Sveitsiläinen yritys käyttää leikkaamiseen puolijohdelasereita, ja sen mittatarkkuus on saavuttanut erittäin korkean tason.

Tyypillinen lasertarkkuusleikkauksen sovellus on SMT-stensiilien leikkaaminen painetuissa piirilevyissä (katso kuva 2). Perinteinen SMT-mallin työstömenetelmä on kemiallinen etsausmenetelmä. Sen kohtalokas haittapuoli on, että koneistuksen rajakoko ei saa olla pienempi kuin levyn paksuus, ja kemiallisella etsausmenetelmällä on monimutkainen prosessi, pitkä koneistusjakso ja syövyttävä väliaine saastuttaa ympäristöä. 

Lasertyöstöllä ei voi ainoastaan ​​korjata näitä puutteita, vaan myös käsitellä valmiin mallin uudelleen. Erityisesti koneistustarkkuus ja raon tiheys ovat huomattavasti edellisiä parempia (katso kuva 3). On hieman alempi kuin edellinen. Lasertyöstöön käytettävän laitesarjan korkean teknisen sisällön ja korkean hinnan vuoksi kuitenkin vain muutama yritys muutamissa maissa, kuten Yhdysvalloissa, Japanissa ja Saksassa, pystyy valmistamaan koko koneen.

3.1.3 Laser -tarkkuushitsaus

Laserhitsauksessa on hyvin kapea lämpövaikutusalue ja pieni hitsisauma. Erityisesti se voi hitsata korkean sulamispisteen materiaaleja ja erilaisia ​​metalleja ilman lisämateriaalien tarvetta. Kiinteiden YAG -lasereiden kansainvälinen käyttö sauma- ja pistehitsauksessa on saavuttanut korkean tason. Lisäksi painetun piirin johtimet hitsataan laserilla, mikä ei vaadi virtauksen käyttöä, ja ne voivat vähentää lämpöshokkeja vaikuttamatta virtapiiriin, mikä varmistaa integroidun piirin muotin laadun (katso kuva 4) .

3.2 Kiinan nykyinen tilanne

Yli 20 vuoden ponnistelujen jälkeen lasertarkkuustyöstötekniikan ja täydellisten laitteiden osalta Kiinaa on käytetty keraamisessa laserviivauksessa ja mikropienten metalliosien laserpistehitsauksessa, saumahitsauksessa ja ilmatiiviissä hitsauksessa sekä merkinnöissä, jne. 

Kuitenkin laser-tarkkuustyöstötekniikassa mikroelektronisten piirimallien tarkkuusleikkaus- ja etsausprosessi, jolla on korkea tekninen sisältö ja laajat sovellusmarkkinat, läpimeneviä reiät, sokeat reiät ja erikoismuotoiset reiät, erityyppisiä ja -kokoisia uria keraamisilla levyillä ja painettuina. piirilevyt Lasertarkkuustyöstö ja muut näkökohdat ovat vielä tutkimus- ja kehitysvaiheessa, eikä vastaavaa teollista prototyyppiä ole ilmestynyt. 

Suurin osa käyttäjistä Kiinassa käyttää yleensä maahantuotuja malleja tai tilaustyöstöä Hongkongissa ja muissa paikoissa. Korkea hinta ja pitkä sykli ovat vaikuttaneet vakavasti tuotekehityssykliin. Viime vuosina muutamat suuret kansainväliset yritykset ovat nähneet Kiinan valtavat potentiaaliset markkinat lasertarkkuustyöstöteollisuudessa. , On alkanut perustaa sivuliikkeitä Kiinaan. Korkeat koneistuskustannukset nostavat kuitenkin tuotekustannuksia ja saavat monet yritykset luopumaan niistä.

4. Laser -tarkkuuskoneistustekniikan kehitys ja kehitys

Laadukkaat, tehokkaat, vakaat, luotettavat ja halvat laserit ovat tarkkuuskoneistuksen edistämisen ja soveltamisen edellytys. Yksi lasertarkkuuskoneistuksen kehitystrendeistä on koneistusjärjestelmien miniatyrisointi. Viime vuosina diodipumpatut laserit ovat kehittyneet nopeasti. Sillä on useita etuja, kuten korkea muunnostehokkuus, hyvä työn vakaus, hyvä säteen laatu ja pieni koko. Siitä tulee todennäköisesti seuraavan sukupolven lasertarkkuuskoneistuksen päälaser.

Työstöjärjestelmien integrointi on toinen tärkeä suuntaus lasertarkkuuskoneistuksen kehityksessä. Systematoida ja parantaa lasertarkkuustyöstötekniikkaa eri materiaaleille; kehittää käyttäjäystävällinen, tarkkuuslasertyöstöön soveltuva ohjausohjelmisto ja täydentää sitä vastaavalla prosessitietokannalla; yhdistä ohjaus, prosessi ja laser saavuttaaksesi optisen, Koneen, sähkön ja materiaalin työstön integrointi on väistämätön trendi lasertarkkuustyöstön kehityksessä.

Vaikka Kiinalla on suuri kuilu kansainvälisen kanssa laserleikkaustekniikan ja -laitteiden suhteen, jos jatkamme lasersäteen laadun ja koneistustarkkuuden parantamista alkuperäisen perusteella yhdistettynä materiaalinkäsittelytekniikan tutkimukseen, otamme laseritarkkuuden työstömarkkinoille mahdollisimman paljon. Ja vähitellen tunkeutua laser mikro-koneistus, voi edistää nopeaa kehitystä laserleikkaus tekniikkaa ja lopulta tehdä laser-tarkkuustyöstöstä laajamittainen teollisuus.

Linkki tähän artikkeliin ： Laseritarkkuustekniikan tila ja näkymät

Tulosta lausunto uudelleen: Jos erityisiä ohjeita ei ole, kaikki tämän sivuston artikkelit ovat alkuperäisiä. Ilmoita tulostuslähde: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® tarjoaa täyden valikoiman mukautettuja tarkkuuksia CNC-koneistus Kiina ISO 9001: 2015 & AS-9100 -sertifioitu. 3, 4 ja 5-akselinen nopea tarkkuus CNC-koneistus palvelut, mukaan lukien jyrsintä, kääntäminen asiakkaan toiveiden mukaan, kykenevät metalli- ja muovikoneistettuihin osiin +/- 0.005 mm: n toleranssilla. Toissijaiset palvelut sisältävät CNC: n ja tavanomaisen hionnan,die casting,pelti ja leimaamallaPrototyyppien, täydellisten tuotantoajojen, teknisen tuen ja täydellisen tarkastuksen tarjoaminen Automotive, ilmailu, muotit ja valaisimet, led-valaistus,lääketieteellinen, polkupyörä ja kuluttaja elektroniikka teollisuudelle. Ajoissa - kerro meille vähän projektisi budjetista ja odotetusta toimitusajasta. Strategisimme kanssasi tarjotaksemme kustannustehokkaimmat palvelut tavoitteen saavuttamiseksi. Tervetuloa ottamaan yhteyttä meihin ( sales@pintejin.com ) suoraan uudelle projektillesi.