《電子技術(shù)應(yīng)用》
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高速激光微加工的技術(shù)原理

2021-08-21
來源:光電資訊
關(guān)鍵詞: 高速激光

  高速激光微加工通常需要旋轉(zhuǎn)激光束以切割和加工超過激光束直徑的孔,該工藝一般通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鏡實現(xiàn)。

  轉(zhuǎn)鏡使用旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)以入射激光束為軸的通過平面透鏡旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)反射激光束切割加工的目的,通過調(diào)整平面透鏡與入射激光束的角度即可實現(xiàn)不同孔徑加工的目的。

  該種加工方式的結(jié)構(gòu)和原理較為簡單,且激光的能量損失小,具有一定的加工優(yōu)勢。

  但是由于在加工時,反射激光束不是以直角射入工件,而是有一定的傾斜角,因此加工后的孔徑內(nèi)表面為錐形面而非直孔,因此難以滿足實際需求,因此需要對其進(jìn)行一定的優(yōu)化。

  也可以通過使用楔形棱鏡的方式代替平面鏡,對入射激光束進(jìn)行反射,該工藝可以一定程度上改善錐形孔問題,但并不能避免。

  因此,在新階段,也有人應(yīng)用旋轉(zhuǎn)組合棱鏡進(jìn)行改進(jìn)。這種結(jié)構(gòu)是通過將兩個楔形棱鏡以斜面平行放置的方式對入射激光以軸線進(jìn)行反射,該結(jié)構(gòu)可以將激光束以直角射入加工件,因此避免了錐形孔的問題。

  高速激光微加工技術(shù)原理

  高速激光微加工是利用激光的高溫特性對物質(zhì)進(jìn)行加工的一種技術(shù),可以進(jìn)行切割、焊接、打孔、表面微加工等工藝。

  作為現(xiàn)代高端加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域,可以有效提高加工的質(zhì)量、精度、自動化程度,并且可以減少污染、 節(jié)約材料損耗、降低勞動力消耗以及降低加工成本。

  由于高速激光微加工技術(shù)易于使用,具有能量密度高、加工對象范圍廣的特點,因此已經(jīng)在多個行業(yè)普及應(yīng)用。

  在高速激光微加工過程中需要通過激光束與材質(zhì)表明的相對運動完成加工工藝。在激光加工中,照射高能量密度的激光束的目的是使材料熔化,從而防止氣化、切斷和焊接等問題。

  開始的激光加工主要用于低功率微焊接,具體的焦點是高強度的激光輸出,使用激光透鏡進(jìn)行聚焦,氣溫可達(dá) 100000 攝氏度,任何材料都可以熔化并立即蒸發(fā),達(dá)到開孔和切割的目的,激光加工技術(shù)通常用于焊接材料以達(dá)到產(chǎn)生光能的熱效應(yīng)。

  高速激光微加工技術(shù)特點

  高速激光加工技術(shù)使我們的生活變得非常美好,與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比具有太多優(yōu)勢?,F(xiàn)在已被廣泛使用,并且很容易適應(yīng)新產(chǎn)品,已經(jīng)成為社會的主流加工技術(shù)之一。

  如今,越來越多的企業(yè)開始采用高速激光微加工技術(shù),因為它涵蓋了光學(xué)、機械、電子、材料和其他學(xué)科。

  高速激光微加工技術(shù)的工作環(huán)境非常簡單,適應(yīng)性非常高只需激光器可以正常工作即可應(yīng)用,不需要其他設(shè)備和材料即可實現(xiàn)長期連續(xù)加工的目標(biāo),而且自動化程度高,人工干預(yù)要求低,可以在計算機技術(shù)結(jié)合應(yīng)用與數(shù)控加工領(lǐng)域,非常方便。

  主要有如下特點:

 ?。?)高速激光微加工效率高:由于激光束的能量密度非常高且熱影響區(qū)很小,因此加工效率非常高,可以實現(xiàn)對各類材料進(jìn)行加工的目的。

 ?。?)無須機械接觸:使用高速激光微加工,不需要直接接觸被加工材料,且無須機械作用,因此可以有效提高材料的利用率,降低材料損耗,也因此,導(dǎo)致的加工廢物較少, 污染降低,對環(huán)境的影響低。

 ?。?)激光直寫:激光直寫技術(shù)可以克服傳統(tǒng)加工模板的局限性,并且可以基于加成法和減成法以統(tǒng)一的方式完成加工。高速激光微加工技術(shù)的技術(shù)集成度非常高,特別適合小尺寸集成電路的生產(chǎn)、批量和快速試生產(chǎn)的要求。

  (4)激光技術(shù)與計算機集成系統(tǒng)的結(jié)合:通過將高速激光微加工技術(shù)與集成的計算機制造系統(tǒng)相結(jié)合,可以確保加工更加準(zhǔn)確,還可以確保高速激光微加工技術(shù)易于導(dǎo)向和 聚焦,從而使用戶可以頻繁地更改不同的加工方式以適應(yīng)加工要求。

  解決激光加工領(lǐng)域中相關(guān)問題的儀器

  高功率激光在切割、焊接、表面熔覆與合金化、表面熱處理、新材料制備等方面得到了廣泛應(yīng)用,其光束特性是影響激光加工質(zhì)量重要的因素之一。由于激光能在工件上發(fā)射精確的功率密度,大多數(shù)高功率焊接和切割激光器都利用了激光的這種精密性。為了保證使用過程中精度的持續(xù)性,監(jiān)控激光的性能非常重要。

  基于CCD/CMOS相機法研發(fā)的光束質(zhì)量分析儀,體積小,使用便捷,不會與激光器接觸,不會改變激光光路,測量結(jié)果準(zhǔn)確。

  可以直接顯示激光光束橫截面光強圖像,ROI跟隨,質(zhì)心位置,光斑大小,三維顯示等。USB3.0接口,數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定,實時檢測,分析光斑,能夠有效地評價激光光束質(zhì)量,診斷激光器狀態(tài),可以替代進(jìn)口產(chǎn)品。

  這款產(chǎn)品上市以來,產(chǎn)品質(zhì)量和功能已得到多家企業(yè)認(rèn)可。




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