激(ji)(ji)光(guang)加工包(bao)含高功(gong)率切割(ge)(ge)、焊接(jie);微加工之鉆孔、劃線、切割(ge)(ge)、紋理、剝除、隔(ge)離等,各種激(ji)(ji)光(guang)加工手段的主要用途有:
1、鉆孔
電路板(ban)設計(ji)中人們開始用陶瓷基底代替常規的(de)(de)塑料基底以實現更好的(de)(de)導熱效果。為(wei)了連接電子元件,一般(ban)需要在板(ban)上鉆高達數(shu)十萬個(ge)μm級(ji)的(de)(de)小孔。因此保證基底的(de)(de)穩定性(xing)不會受(shou)到鉆孔過程時熱輸入的(de)(de)影響(xiang)就變(bian)得十分重要,皮秒激(ji)光正是這(zhe)個(ge)應用的(de)(de)理想工具。
皮(pi)秒(miao)激光(guang)能以沖(chong)擊(ji)鉆(zhan)(zhan)探的方式完(wan)成孔的加(jia)工(gong),并保證孔的均勻(yun)性(xing)。除(chu)了(le)電(dian)路板,皮(pi)秒(miao)激光(guang)還(huan)可以對塑(su)料(liao)薄膜、半導體、金屬膜和藍寶(bao)石等材(cai)料(liao)進行高質量(liang)鉆(zhan)(zhan)孔。
2、劃線、切割
通過掃描的方式疊加激光脈沖可以形成線。通常要(yao)通過大量(liang)的掃描可以深(shen)入到陶瓷內部,直到線的深(shen)度(du)達到材料(liao)厚(hou)度(du)的 1/6。然后沿著這(zhe)些(xie)刻線從陶瓷基(ji)底(di)上(shang)分(fen)離(li)單(dan)個模塊。這(zhe)種分(fen)離(li)方法(fa)叫做(zuo)劃線。
另一種分離(li)方法是(shi)使用超短脈沖激光燒(shao)(shao)蝕切(qie)割(ge),也稱為消融切(qie)割(ge)。激光對材(cai)料進行(xing)燒(shao)(shao)蝕,去除材(cai)料直到它(ta)被切(qie)透。這(zhe)個(ge)技術的(de)好處是(shi)加工的(de)孔的(de)形狀和尺寸具(ju)有較大的(de)靈活(huo)性。所有的(de)工藝步驟可以(yi)通(tong)過一臺皮(pi)秒激光器完(wan)成(cheng)。
皮秒(miao)激(ji)(ji)光和納秒(miao)激(ji)(ji)光在聚碳酸酯材料上進(jin)行(xing)劃線加工的不同效果。
3、線燒蝕(去除鍍層)
另(ling)外(wai)一種經常被視作微加工的應用(yong)是(shi)在不損害或輕微損害基底材料的情(qing)況下(xia)準確去(qu)除(chu)涂(tu)層。燒蝕既可以是(shi)幾微米(mi)寬的線,也可以是(shi)幾平方厘米(mi)的大面積去(qu)除(chu)。
由(you)于涂層的厚(hou)度通(tong)常遠(yuan)小于燒蝕(shi)的寬度,以至于熱量不能在側面(mian)傳導(dao)。因此可以使用納秒級(ji)脈沖寬度的激光。
高平(ping)均(jun)功率(lv)激(ji)光、方形或矩形傳(chuan)導(dao)光纖、平(ping)頂光強分布(bu),這(zhe)幾(ji)項技術的結合使得激(ji)光面燒蝕得以在(zai)工業領域(yu)得到應用(yong)。
4、表面結構化
結(jie)構化可(ke)以(yi)改變(bian)材料表(biao)面的(de)物理特(te)(te)性(xing)。根據荷花效應,疏水性(xing)表(biao)面結(jie)構讓(rang)水從表(biao)面流掉。用超(chao)短脈沖激光器在表(biao)面創造(zao)亞微(wei)米結(jie)構可(ke)以(yi)實現這個特(te)(te)性(xing),并(bing)可(ke)以(yi)通過改變(bian)激光參(can)數(shu)對所要創造(zao)的(de)結(jie)構進行準確控制。
相反的(de)效(xiao)果,例如(ru)親水性(xing)表(biao)面,同樣可(ke)以實現,而且微加(jia)工還(huan)可(ke)以創(chuang)造更大尺寸的(de)結構。這些(xie)工藝可(ke)以用于發動機中的(de)油箱來制造一些(xie)降低磨損的(de)微結構,或者(zhe)在金屬表(biao)面結構化(hua)實現與塑料(liao)的(de)焊(han)接。
5、雕刻成型
雕刻成型是通過燒蝕(shi)材料創造(zao)三維形狀。盡管(guan)燒蝕(shi)的尺寸(cun)可能會超過傳統意義上所(suo)說(shuo)的微(wei)加工的范疇,但是它(ta)所(suo)需的精度還是使它(ta)被劃分到這類激光(guang)應(ying)用(yong)領域。皮秒激光(guang)可以用(yong)于加工銑床的多晶金剛(gang)石刀具邊(bian)緣(yuan)。
激(ji)光(guang)是加工多(duo)晶金剛(gang)石的(de)(de)理想工具,多(duo)晶金剛(gang)石是可以制作銑刀刀刃(ren)的(de)(de) 堅硬的(de)(de)材料(liao)。使用雕刻成型(xing)技術(shu)來加工銑刀的(de)(de)切(qie)屑槽和齒,這(zhe)種情形下(xia)激(ji)光(guang)的(de)(de)好處是非(fei)接觸和高加工精度。
微(wei)加工具有非常廣闊的應用前景,越(yue)來越(yue)多的生活(huo)用品正通過激光(guang)微(wei)加工進入我們的視野。
激光加工(gong)屬于無接觸式加工(gong),具有后續(xu)工(gong)藝少,可控性(xing)好、易(yi)于集成,加工(gong)效率(lv)高、材(cai)料損耗小,環(huan)境污染低等顯著優勢,已廣泛應用于汽車(che)、電(dian)子、電(dian)器、航空、冶金(jin)、機械制造(zao)等行業,對提(ti)高產品(pin)。
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