TechniczneIProwadzenie
Obróbka laserowa jest najbardziej zaawansowaną technologią przetwarzania, która wykorzystuje głównie wysokowydajny laser do grawerowania i cięcia materiałów. Głównym wyposażeniem jest maszyna do cięcia komputerowego i laserowego(grawerowania). Proces korzystania z cięcia laserowego i rzeźbienia jest bardzo prosty, podobnie jak przy użyciu komputera i drukarki do drukowania na papierze, i przy użyciu różnych programów do przetwarzania graficznego (CAD, circuitcam, CorelDRAW, itp.) do projektowania graficznego Po tym, grafika jest przenoszona do maszyny do cięcia laserowego (rzeźbienia), która może łatwo wyciąć (wyrzeźbić) grafikę na powierzchnię dowolnego materiału i wyciąć krawędzie zgodnie z wymaganiami projektowymi.
Od czasu wynalezienia lasera rubinowego w Bell Laboratories w 1960 roku, laser był stopniowo stosowany do sprzętu audiowizuacowego, w zakresie wyposażenia medycznego, przetwarzania i innych dziedzin.
W dziedzinie przetwarzania laserowego, chociaż cena nadajnika laserowego jest bardzo drogie (setki tysięcy do milionów), ale ponieważ przetwarzanie laserowe ma zalety, że tradycyjne przetwarzanie nie może się równać, przetwarzanie laserowe stanowi ponad 50% przemysłu przetwórczego w Stanach Zjednoczonych, Włoszech, Niemczech i innych krajach.
Wiązka lasera może być skoncentrowana na bardzo małym rozmiarze, dzięki czemu jest szczególnie odpowiednia do precyzyjnej obróbki. W zależności od wielkości przetworzonych materiałów i wymagań dokładności przetwarzania, technologia przetwarzania laserowego jest podzielona na trzy poziomy:
(1) Technologia obróbki laserowej materiałów wielkoskaliowych, z grubymi płytkami (od kilku milimetrów do kilkudziesięciu milimetrów) jako głównym obiektem, jego dokładność przetwarzania jest na ogół na poziomie milimetra lub submilimetrowego;
(2) Technologia precyzyjnego przetwarzania laserowego przyjmuje cienką płytkę (0,1-1,0 mm) jako główny obiekt przetwarzania, a jej dokładność przetwarzania wynosi zazwyczaj dziesięć mikronów;
(3)Technologia mikromaszinowania laserowego, mająca na celu wszystkie rodzaje cienkich folii o grubości mniejszej niż 100 μm jako główny obiekt przetwarzania, jego dokładność przetwarzania jest na ogół mniejsza niż 10 μm lub nawet sub μM.
W przemyśle mechanicznym precyzja zazwyczaj odnosi się do małej chropowatości powierzchni i niewielkiego zakresu różnych tolerancji (w tym pozycji, kształtu, rozmiaru itp.). "Precyzja" odnosi się tutaj do małej szczeliny w przetworzonym obszarze, to znaczy, że rozmiar limitu, który można osiągnąć poprzez przetwarzanie, jest mały.
W powyższych trzech typach obróbki laserowej technologia przetwarzania laserowego części na dużą skalę staje się coraz bardziej dojrzała, a stopień industrializacji był bardzo wysoki; technologia mikroprzetłaja laserowego, taka jak dostrajanie laserowe, precyzyjne wytrawianie laserowe, technologia bezpośredniego pisania laserowego jest również szeroko stosowana w branży.
Precyzyjna obróbka laserowa ma następujące niezwykłe cechy:
(1) Szeroki zakres: precyzyjna obróbka laserowa ma szeroką gamę obiektów, w tym prawie wszystkie materiały metalowe i niemetalowe; nadaje się do spiekania, wiercenia, znakowania, cięcia, spawania, modyfikacji powierzchni i chemicznego osadzania oparów materiałów.
Obróbka elektrochemiczna może przetwarzać tylko materiały przewodzące, obróbka fotochemiczna może być stosowana tylko do materiałów korozyjnych, obróbka plazmowa jest trudna do przetworzenia niektórych materiałów o wysokiej temperaturze topnienia.
(2) Precyzyjne i skrupulatne: wiązka lasera może być skoncentrowana na bardzo małym rozmiarze, więc jest szczególnie odpowiedni do precyzyjnej obróbki. Ogólnie rzecz biorąc, precyzyjna obróbka laserowa jest lepsza od innych tradycyjnych metod obróbki ze względu na kilka czynników wpływających na ich działanie i wysoką dokładność obróbki.
(3)Wysoka prędkość i wysoka prędkość: z punktu widzenia cyklu obróbki, elektroda narzędziowa EDM wymaga wysokiej precyzji, dużych strat i długiego cyklu obróbki; obróbka elektrochemiczna wnęki i powierzchni katody obciążenia projektowe formy jest duża, a cykl produkcyjny jest długi; proces obróbki fotochemicznej jest złożony; precyzyjna obróbka laserowa jest prosta, a szerokość szczeliny jest łatwa do kontrolowania, którą można wykonać natychmiast zgodnie z rysunkiem komputerowym Szybkie grawerowanie, cięcie i przetwarzanie są szybkie, a cykl przetwarzania jest krótszy niż inne metody.
(4) Bezpieczna i niezawodna: precyzyjna obróbka laserowa należy do bezdotykowej obróbki, która nie spowoduje mechanicznego wytłaczania lub naprężenia mechanicznego na materiałach; w porównaniu z obróbką łuku EDM i plazmą, jego strefa wpływu ciepła i deformacja są bardzo małe, dzięki czemu może przetwarzać bardzo małe części.
(3)Niski koszt: nie ograniczony liczbą przetwarzania, w przypadku małych usług przetwarzania wsadowego przetwarzanie laserowe jest tańsze. Do przetwarzania dużych produktów, koszt produkcji formy dużych produktów jest bardzo wysoki, obróbka laserowa nie wymaga produkcji form, a przetwarzanie laserowe może całkowicie uniknąć upadku materiału podczas wykrawania i ścinania, co może znacznie zmniejszyć koszty produkcji przedsiębiorstw i poprawić jakość produktów.
(6) Szew tnący jest mały: szew tnący cięcia laserowego wynosi zazwyczaj 0,1-0,2 mm.
(7) Gładka powierzchnia cięcia: powierzchnia cięcia laserowego jest wolna od zadziorów.
(8) Małe odkształcenia termiczne: szew do cięcia laserowego obróbki laserowej jest cienki, szybki i skoncentrowany energetycznie, więc ciepło przeniesione do materiału do cięcia jest niewielkie, co powoduje bardzo małe odkształcenie materiału.
(9) Oszczędność materiału: obróbka laserowa za pomocą programowania komputerowego, może być różne kształty produktów do zagnieżdżania materiałów, zmaksymalizować wykorzystanie materiałów, znacznie zmniejszyć koszty materiałów przedsiębiorstwa.
(10)Jest bardzo odpowiedni do rozwoju nowych produktów: po utworzeniu rysunków produktu, przetwarzanie laserowe może być przeprowadzone natychmiast, a można uzyskać nowe produkty w jak najkrótszym czasie.
Ogólnie rzecz biorąc, technologia precyzyjnej obróbki laserowej ma wiele zalet w stosunku do tradycyjnych metod obróbki, a jej perspektywa zastosowania jest bardzo szeroka.
Ogólnie rzecz biorąc, lasery używane do precyzyjnej obróbki to: laser CO2, laser YAG, laser par miedzi, laser ekscymerowy i laser CO.
Wśród nich laser CO2 o dużej mocy i laser YAG o dużej mocy są szeroko stosowane w technologii przetwarzania laserowego na dużą skalę; laser parowy miedzi i laser ekscymerowy są szeroko stosowane w technologii mikroprzetworzenia laserowego; laser YAG o średniej i niskiej mocy jest zwykle używany w precyzyjnym przetwarzaniu.
WspólneApplications (właso.
(1)Precyzyjne wiercenie laserowe
Wraz z rozwojem technologii, tradycyjne metody wiercenia nie może zaspokoić potrzeby przy wielu okazjach. Na przykład, nie można przetwarzać małych otworów o średnicy dziesiątek mikronów na twardym stopie węglika wolframu i głębokich otworów o średnicy setek mikronów na twardych i kruchych czerwonych i szafirowych konwencjonalnych metodach obróbki.
Chwilowa gęstość mocy wiązki laserowej wynosi aż 108 w / cm2. Materiał można podgrzać do temperatury topnienia lub temperatury wrzenia w krótkim czasie, a powyższe materiały mogą być perforowane. W porównaniu z wiązką elektronów, elektrolizą, iskrą elektryczną i wierceniem mechanicznym, wiercenie laserowe ma zalety dobrej jakości, wysokiej dokładności powtarzania, wysokiej uniwersalności, wysokiej wydajności, niskich kosztów i niezwykłych kompleksowych korzyści technicznych i ekonomicznych. Zagraniczne kraje osiągnęły bardzo wysoki poziom w laserowym wierceniu precyzyjnym.
Szwajcarska firma wykorzystuje laser półprzewodnikowy do wiercenia otworów w łopatach turbin samolotów. Może przetwarzać mikropory o średnicach od 20 μm do 80 μ m, a stosunek średnicy do głębokości może osiągnąć 1:80. Wiązka laserowa może być również używana do przetwarzania różnego rodzaju otworów w kształcie mikro na kruchych materiałach, takich jak ceramika, takich jak otwory nieprzelotowe, otwory kwadratowe itp., czego nie można osiągnąć zwykłą obróbką.
W porównaniu z tradycyjną metodą cięcia, precyzyjne cięcie laserowe ma wiele zalet. Na przykład może wyciąć wąskie nacięcie, prawie nie ma pozostałości cięcia, obszar dotknięty ciepłem jest mały, hałas cięcia jest mały i może zaoszczędzić 15% - 30% materiału.
Ponieważ laser nie może wytwarzać mechanicznego impulsu i nacisku na cięty materiał, nadaje się do cięcia szkła, ceramiki, półprzewodników i innych twardych i kruchych materiałów. Ponadto punkt laserowy jest mały, a szczelina wąska, więc jest szczególnie odpowiedni do wszelkiego rodzaju precyzyjnego cięcia małych części. Szwajcarska firma wykorzystuje półprzewodnikowy laser do precyzyjnego cięcia, a jego dokładność wymiarowa osiągnęła bardzo wysoki poziom.
Typowym zastosowaniem precyzyjnego cięcia laserowego jest cięcie szablonu SMT w płytkach drukowanych. Tradycyjną metodą przetwarzania szablonu SMT jest trawienie chemiczne. Jego fatalną wadą jest to, że wielkość graniczna przetwarzania nie powinna być mniejsza niż grubość płyty, a proces trawienia chemicznego jest złożony, cykl przetwarzania jest długi, a żrące medium zanieczyszcza środowisko.
Za pomocą przetwarzania laserowego, nie tylko może przezwyciężyć te niedociągnięcia, ale także może ponownie przetworzyć gotowy szablon, zwłaszcza dokładność przetwarzania i gęstość szczelin są oczywiście lepsze niż te pierwsze, a koszt produkcji jest również nieco niższy niż ten pierwszy od początku znacznie wyższe niż trawienie chemiczne. Jednak ze względu na wysoką zawartość techniczną i wysoką cenę całego zestawu urządzeń do obróbki laserowej, tylko kilka firm w Stanach Zjednoczonych, Japonii, Niemczech i innych krajach może produkować całą maszynę.
(3)Precyzyjne spawanie laserowe
Strefa spawania laserowego jest bardzo wąska, a spoina jest mała, zwłaszcza może spawać materiały o wysokiej temperaturze topnienia i odmienne metale, i nie musi dodawać materiałów. W innych krajach, półprzewodnikowy laser YAG został użyty do spawania szwów i spawania punktowego na wysokim poziomie. Ponadto spawanie laserowe linii wychodzącej obwodu drukowanego nie wymaga użycia strumienia i może zmniejszyć szok termiczny i nie ma wpływu na rdzeń obwodu, zapewniając w ten sposób jakość rdzenia układu scalonego.
Po ponad 20 latach wysiłków, w technologii precyzyjnej obróbki laserowej i kompletnym zestawie urządzeń, chociaż Chiny zostały zastosowane w laserowym spawanie punktowe, spawanie szwów, hermetyczne spawanie i znakowanie ceramicznych laserowych zapisów i mikro- i małych części metalowych, ale w laserowej technologii precyzyjnej obróbki laserowej, mikroelektronicznego szablonu obwodu precyzyjnego cięcia i trawienia, ceramiki o wysokiej zawartości technologii i szerokim rynku zastosowań Precyzyjna obróbka laserowa przez otwór , ślepy otwór, nieprawidłowy otwór i rowek o różnych rozmiarach na porcelanie i płytka drukowana jest nadal na etapie badań i rozwoju, i nie ma odpowiedniego prototypu przemysłowego.
W ostatnich latach kilka dużych firm zagranicznych widziało ogromny potencjalny rynek w branży precyzyjnego przetwarzania laserowego w Chinach i rozpoczęło zakładanie oddziałów w Chinach. Jednak wysokie koszty przetwarzania zwiększają koszty produktów, a wiele przedsiębiorstw jest nadal zniechęconych.
Tendencja rozwojowa
Laser o wysokiej jakości, wysokiej wydajności, stabilności, niezawodności i niskich kosztach jest założeniem popularyzacji i zastosowania precyzyjnej obróbki. Jednym z trendów rozwojowych obróbki precyzyjnej laserowej jest miniaturyzacja systemu obróbki skrawaniem. W ostatnich latach rozwój lasera pompowanego diodą jest bardzo szybki. Ma szereg zalet, takich jak wysoka wydajność konwersji, dobra stabilność, dobra jakość wiązki, mały rozmiar i tak dalej. Prawdopodobnie stanie się głównym laserem dla następnej generacji precyzyjnej obróbki laserowej.
Integracja systemu obróbki jest kolejnym ważnym trendem precyzyjnej obróbki laserowej. Jest to nieunikniony trend dla rozwoju precyzyjnej obróbki laserowej do usystematyzowania i doskonalenia procesu precyzyjnej obróbki laserowej różnych materiałów, opracowania specjalnego oprogramowania sterującego z przyjaznym interfejsem użytkownika i nadaje się do precyzyjnej obróbki laserowej, a także uzupełnić go o odpowiednią bazę danych procesu, połączyć kontrolę, proces i laser, aby zrealizować integrację przetwarzania optycznego, mechanicznego, elektrycznego i materiałowego.
Chociaż istnieje duża luka między Chinami a obcymi krajami w technologii i sprzęcie do przetwarzania laserowego, jeśli stale poprawiamy jakość wiązki laserowej i dokładność przetwarzania na podstawie pierwotnej, w połączeniu z badaniami technologii przetwarzania materiałów, zajmują rynek precyzyjnego przetwarzania laserowego w miarę możliwości i stopniowo przenikają do dziedziny mikroprzetworzenia laserowego, możemy promować szybki rozwój technologii przetwarzania laserowego Wreszcie , precyzyjna obróbka laserowa stworzy przemysł na dużą skalę. ILaser KINGzajmuje się opracowywaniem i produkcją najwyższego poziomu sprzętu laserowego dla użytkowników na całym świecie.