Лазерлік дәлдікпен өңдеу технологиясының мәртебесі мен болашағы

Лазер сәулесін өте кішкентай мөлшерде шоғырландыруға болады, бұл оны әсіресе қолайлы етеді дәл өңдеу. Ағымдағы лазерлік өңдеу технологиясын өңделген материалдың мөлшері мен өңдеудің дәлділік талаптарына сәйкес үш деңгейге бөлеміз:

• ① Басты объект ретінде қалың табақшалары бар (бірнеше миллиметрден ондаған миллиметрге дейін) және оны өңдеу дәлдігі миллиметр немесе суб-миллиметр деңгейінде болатын үлкен масштабты материалдарды лазерлік өңдеу технологиясы;
• ② негізгі өңдеу объектісі ретінде жұқа тақтайшалармен (0.1-ден 1.0 мм-ге дейін) және оны өңдеу дәлдігі лазерлік өңдеу технологиясы, әдетте он микронға сәйкес келеді;
• ③ Негізгі өңдеу объектісі ретінде қалыңдығы 100 мкм-ден аспайтын әртүрлі пленкалар үшін лазерлік микрофабрикаттау технологиясы, оны өңдеу дәлдігі әдетте 10 мкм-ден немесе тіпті суб-микроннан төмен.

Айта кету керек, машина жасау саласында дәлдік дегеніміз беттің кішігірім кедір-бұдырлығын және төзімділіктің аз диапазонын (позицияны, пішінді, өлшемді және т.с.с.) білдіреді. Алайда, осы мақаладағы «дәлдік» термині өңделетін аймақтағы аз алшақтықты білдіреді, демек, өңдеуге болатын шекті өлшем аз. Лазерлік өңдеудің жоғарыда аталған үш түрінде үлкен бөлшектерді лазермен өңдеу технологиясы барған сайын жетіле түсті және индустрияландыру дәрежесі өте жоғары болды. Лазерлік кесу, лазерлік дәлдікті өңдеу, лазермен тікелей жазу технологиясы сияқты лазерлік микроөңдеу технологиялары өндірісте де кеңінен қолданылды және осыған байланысты көптеген есептер бар. Бұл мақалада лазерлік дәлдікпен өңдеу технологиясына назар аударылады. Ыңғайлы болу үшін төменде келтірілген дәлме-дәл өңдеуге арналған өңдеу мақсаттары жұқа табақтармен шектеледі (0.1-1.0мм).

1. Лазерлік дәлдікпен өңдеу және дәстүрлі өңдеу әдістерін салыстыру

Технологияның алға жылжуымен дәлме-дәл өңдеу технологиясының түрлері көбейіп келеді.

Дәлдікті лазерлік өңдеу келесі маңызды ерекшеліктерге ие:

• ①Лазерлік дәлдікпен өңдеудің ауқымы кең, оның ішінде барлық металл және металл емес материалдар бар. Электролиттік өңдеу тек өткізгіш материалдарды өңдей алса, фотохимиялық өңдеу оңай коррозияға ұшырайтын материалдар үшін ғана жарамды, ал плазмалық өңдеу белгілі бір жоғары балқитын материалдарды өңдеу қиын.
• ② Лазерлік дәлдікпен өңдеу сапасына әсер ететін факторлар аз, ал өңдеу дәлдігі жоғары, және, әдетте, өңдеудің басқа дәстүрлі әдістеріне қарағанда жақсы.
• ③ өңдеу циклі тұрғысынан EDM құрал электроды жоғары дәлдікті, үлкен шығындарды және ұзақ өңдеу циклын қажет етеді; өңдеу қуысына және электролиттік өңдеу профиліне арналған катодты қалыптың дизайны үлкен, сонымен қатар өндірістік цикл ұзақ; Процедуралар күрделі; дәлдікпен лазермен өңдеу қарапайым, саңылаудың енін реттеу және басқару оңай, өңдеу жылдамдығы жылдам, ал өңдеу циклы басқа әдістерге қарағанда қысқа.
• ④Лазерлік дәлдікпен өңдеу механикалық күшсіз, жанаспайтын өңдеуге жатады. EDM және плазмалық доғамен өңдеумен салыстырғанда оның жылу әсер ететін аймағы мен деформациясы өте аз, сондықтан ол өте ұсақ бөлшектерді өңдей алады.

Қорытындылай келе, лазерлік дәлдікпен өңдеу технологиясының дәстүрлі өңдеу әдістеріне қарағанда көптеген артықшылықтары бар және оны қолдану болашағы өте кең.

2. Жиі қолданылатын дәлдікпен лазерлік өңдеу жабдықтарымен таныстыру

Дәл өңдеу үшін жиі қолданылатын лазерлерге мыналар жатады: CO2 лазерлері, YAG лазерлері, мыс буы лазерлері, эксимер лазерлері және СО лазерлері және т.б. Олардың лазерлік сипаттамаларын толық ақпаратты әдебиеттен қараңыз. 

Олардың ішінде жоғары қуатты CO2 лазерлері және жоғары қуатты YAG лазерлері кең ауқымды лазерлік өңдеу технологиясында кеңінен қолданылады; мыс буының лазерлері мен эксимер лазерлері лазерлік микро өңдеу технологиясында кеңінен қолданылады; орташа және төмен қуатты YAG лазерлері әдетте дәл өңдеу үшін қолданылады.

3. Лазерлік дәлдікпен өңдеуді қолдану және Қытай мен халықаралық дамуды

3.1 Халықаралық мәртебе

3.1.1 Лазерлік дәлдіктегі бұрғылау

Технологияның дамуына байланысты дәстүрлі соққы әдісі көптеген жағдайларда қажеттіліктерді қанағаттандыра алмады. Мысалы, диаметрі бірнеше ондаған микрометрлік ұсақ тесіктер қатты вольфрам карбидінің қорытпаларында өңделеді; диаметрі бірнеше жүз микрометрлік терең тесіктер қатты және сынғыш қызыл және сапфирмен өңделеді және т.б., бұған әдеттегі өңдеу әдістерімен қол жеткізуге болмайды. Лазер сәулесінің қуатының лездік тығыздығы 108 Вт / см2-ге дейін жетеді, ол жоғарыда аталған материалдар бойынша перфорацияға жету үшін материалды қысқа мерзімде балқу нүктесіне немесе қайнау температурасына дейін қыздыруы мүмкін. Электронды сәулемен, электролизбен, электрлік ұшқынмен және механикалық бұрғылаумен салыстырғанда лазерлік бұрғылаудың сапасы жақсы, қайталану дәлдігі жоғары, жан-жақтылығы жоғары, тиімділігі төмен, бағасы арзан және маңызды кешенді техникалық-экономикалық тиімділікке ие. Халықаралық дәлдіктегі лазерлік бұрғылау өте жоғары деңгейге жетті. Швейцария компаниясы қатты күйдегі лазерлерді авиация турбиналарының жүздеріндегі тесіктерді қолданады, олар диаметрі 20 мкм-ден 80 мкм-ге дейінгі тесіктерді өңдей алады, ал диаметрдің тереңдікке қатынасы 1:80 дейін жетеді (1 (а) суретті қараңыз) . Сондай-ақ, лазер сәулесі әр түрлі арнайы пішінді саңылауларды өңдей алады, мысалы, соқыр тесіктер (1 (б) суретті қараңыз) және керамика сияқты сынғыш материалдардағы төртбұрышты тесіктер, бұған қарапайым өңдеу арқылы қол жеткізуге болмайды.

3.1.2 Лазерлік дәлдікті кесу

Дәстүрлі кесу әдісімен салыстырғанда дәлдік лазерлік кесу көптеген артықшылықтары бар. Мысалы, ол тар кесінділер жасай алады, кесу қалдықтары жоқ, жылуға әсер ететін шағын аймақ, кесу шуы аз және материалдың 15% -дан 30% -на дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Лазер кесілетін материалға механикалық импульс пен қысым жасамайтындықтан, ол әйнек, керамика және жартылай өткізгіштер сияқты қатты және сынғыш материалдарды кесуге жарамды, сонымен қатар лазерлік дақ кішкентай, саңылау тар, сондықтан ол ерекше шағын бөлшектерге жарамды. Дәлдік кесу түрі. Дәлдікті кесу үшін швейцариялық компания қатты денелі лазерлерді қолданады және оның өлшемдік дәлдігі өте жоғары деңгейге жетті.

Лазерлік дәлдікпен кесудің әдеттегі қолданылуы баспа схемалар тақталарында SMT трафареттерін кесу болып табылады (2-суретті қараңыз). Дәстүрлі SMT шаблонын өңдеу әдісі химиялық ою әдісі болып табылады. Оның өлімге әкелетін кемшілігі - өңдеудің шекті өлшемі пластинаның қалыңдығынан кем болмауы керек, ал химиялық қышқыл әдісі күрделі процесс, ұзақ өңдеу циклі және коррозиялық орта қоршаған ортаны ластайды. 

Лазерлік өңдеуді қолдану бұл кемшіліктерді жеңіп қана қоймай, сонымен қатар дайын шаблонды қайта өңдеуге болады. Атап айтқанда, өңдеу дәлдігі мен саңылаулардың тығыздығы бұрынғыға қарағанда айтарлықтай жақсырақ (3-суретті қараңыз). Бұрынғыға қарағанда сәл төмен. Дегенмен, лазерлік өңдеу үшін қолданылатын жабдықтың барлық жиынтығының жоғары технологиялық мазмұнына және жоғары бағаға байланысты Америка Құрама Штаттары, Жапония және Германия сияқты бірнеше елдердегі бірнеше компания ғана бүкіл машинаны жасай алады.

3.1.3 Лазерлік дәл дәнекерлеу

Лазерлік дәнекерлеу өте тар жылу әсер ететін аймақ және дәнекерлеу тігісі бар. Атап айтқанда, ол балқу температурасы жоғары материалдар мен ұқсас емес металдарды қосымша материалдарды қажет етпей-ақ пісіре алады. Тігісті дәнекерлеу және нүктелік дәнекерлеу үшін қатты YAG лазерлерін халықаралық қолдану жоғары деңгейге жетті. Сонымен қатар, баспа тізбегінің қорғасын сымдары лазермен дәнекерленген, бұл ағынды пайдалануды қажет етпейді және жылу соққысын тізбектің матрицасына әсер етпестен азайта алады, осылайша интегралды микросхема матрицасының сапасын қамтамасыз етеді (4-суретті қараңыз) .

3.2 Қытайдағы қазіргі жағдай

20 жылдан астам күш-жігерден кейін, лазерлік дәлдікпен өңдеу технологиясы және толық жабдық тұрғысынан, Қытай керамикалық лазерлік сызу және лазерлік нүктелік дәнекерлеуде микро-ұсақ металл бөлшектерін, тігістерді дәнекерлеу және ауа өткізбейтін дәнекерлеу және таңбалауда қолданылғанымен, т.б. 

Дегенмен, лазерлік дәл өңдеу технологиясында жоғары техникалық мазмұны және кең қолдану нарығы бар микроэлектрондық схема үлгісін дәл кесу және өңдеу процесі, саңылаулар, соқыр тесіктер және арнайы пішінді саңылаулар, керамикалық парақтардағы әртүрлі сипаттамалар мен өлшемдердің ойықтары және басып шығарылған. схемалық платалар Лазерлік дәлдікпен өңдеу және басқа аспектілер әлі де зерттеу және әзірлеу сатысында және сәйкес өнеркәсіптік прототип пайда болған жоқ. 

Қытайдағы пайдаланушылардың көпшілігі әдетте импортталған үлгілерді немесе Гонконгта және басқа жерлерде комиссиялық өңдеуді пайдаланады. Жоғары баға мен ұзақ цикл өнімді әзірлеу цикліне айтарлықтай әсер етті. Соңғы жылдары бірнеше ірі халықаралық компаниялар Қытайдың лазерлік дәлдікпен өңдеу өнеркәсібіндегі үлкен әлеуетті нарығын көрді. , Қытайда филиалдарын ашуды бастады. Дегенмен, өңдеудің жоғары шығындары өнімнің өзіндік құнын арттырады және әлі де көптеген кәсіпорындарды олардың көңілін қалдырады.

4. Лазерлік дәлдікпен өңдеу технологиясының даму тенденциясы және келешегі

Жоғары сапалы, тиімді, тұрақты, сенімді және арзан лазерлер дәл өңдеуді ілгерілетудің және қолданудың алғышарттары болып табылады. Лазерлік дәлдікпен өңдеудің даму тенденцияларының бірі өңдеу жүйелерін миниатюризациялау болып табылады. Соңғы жылдары диодты лазерлер қарқынды дамыды. Оның жоғары түрлендіру тиімділігі, жақсы жұмыс тұрақтылығы, жақсы сәуле сапасы және шағын өлшем сияқты бірқатар артықшылықтары бар. Бұл лазерлік дәл өңдеудің келесі ұрпағы үшін негізгі лазерге айналуы мүмкін.

Өңдеу жүйелерін біріктіру лазерлік дәл өңдеуді дамытудың тағы бір маңызды үрдісі болып табылады. Әртүрлі материалдарды лазерлік дәлдікпен өңдеу технологиясын жүйелеу және жетілдіру; лазерлік дәлдікпен өңдеуге жарамды пайдаланушыға ыңғайлы, арнайы басқару бағдарламалық құралын әзірлеу және оны сәйкес технологиялық деректер базасымен толықтыру; оптикалық қол жеткізу үшін басқаруды, процесті және лазерді біріктіру, машинаны, электр қуатын және материалды өңдеуді біріктіру лазерлік дәл өңдеуді дамытудағы сөзсіз үрдіс болып табылады.

Лазерлік өңдеу технологиясы мен жабдықталуы жағынан Қытай халықаралық деңгейде үлкен алшақтыққа ие болса да, егер біз лазерлік сәуленің сапасын және түпнұсқаға негізделген өңдеу дәлдігін жақсартуды жалғастырсақ, материалды өңдеу технологиясын зерттеумен бірге, біз лазерлік дәлдікті аламыз өңдеу нарығы мүмкіндігінше. Лазерлік микроөңдеу саласына біртіндеп еніп, жылдам дамуына ықпал ете алады лазерлік кесу технологиясын қолданып, ақыр соңында лазерлік дәлдікпен өңдеуді ауқымды өндіріске айналдырады.

Бұл мақалаға сілтеме: Лазерлік дәлдікпен өңдеу технологиясының мәртебесі мен болашағы

Қайта басып шығару туралы мәлімдеме: Егер арнайы нұсқаулар болмаса, бұл сайттағы барлық мақалалар түпнұсқа болып табылады. Қайта басып шығару көзін көрсетіңіз: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® Custom Precision-дің барлық спектрін ұсынады cnc өңдеу фарфоры қызметтер.ISO 9001: 2015 & AS-9100 сертификатталған. 3, 4 және 5 осьтік дәлдік CNC өңдеу фрезерлеуді қосатын қызметтер, тұтынушының талаптарына жүгіну, +/- 0.005 мм төзімділікке ие металл және пластмасса өңделген бөлшектер. Екінші қызметтерге CNC және кәдімгі ұнтақтау, бұрғылау,құйып құю,табақ металы және штамптау. Прототиптермен қамтамасыз ету, толық өндіріс, техникалық қолдау және толық тексеру автомобиль, аэроғарыштық, қалып және арматура, жарықтандыру,медициналық, велосипед және тұтынушы электроника салалар. Жобаның бюджеті және күтілетін жеткізу уақыты туралы аздап айтып беріңіз. Біз сіздің мақсатыңызға жетуге көмектесетін ең тиімді қызметтерді ұсынудың стратегиясын жасаймыз, бізбен байланысқа қош келдіңіз ( sales@pintejin.com ) тікелей сіздің жаңа жобаңызға арналған.