TehničkiIuvod
Laserska obrada najnaprednija je tehnologija obrade koja uglavnom koristi visoko učinkoviti laser za graviranje i rezanje materijala. Glavna oprema uključuje računalo i stroj za lasersko rezanje (graviranje). Postupak laserskog rezanja i rezbarenja vrlo je jednostavan, baš kao i korištenje računala i pisača za ispis na papir i korištenje različitih softvera za obradu grafike (CAD, circuitcam, CorelDRAW, itd.) Za grafički dizajn Nakon toga, grafike prenose se na stroj za lasersko rezanje (rezbarenje) koji grafiku lako može izrezati (urezati) na površinu bilo kojeg materijala i rezati rubove prema zahtjevima dizajna.
Od izuma rubin lasera u Bell Laboratories 1960. godine, laser se postupno primjenjuje na audio-vizualnu opremu, domet, medicinsku opremu, obradu i druga područja.
Na polju laserske obrade, iako je cijena laserskog odašiljača vrlo skupa (stotine tisuća do milijuna), ali budući da laserska obrada ima prednosti s kojima se tradicionalna obrada ne može podudarati, laserska obrada čini više od 50% obrade industrija u Sjedinjenim Državama, Italiji, Njemačkoj i drugim zemljama.
Laserska zraka se može fokusirati na vrlo male veličine, pa je posebno pogodna za preciznu obradu. Prema veličini obrađenih materijala i zahtjevima točnosti obrade, tehnologija laserske obrade podijeljena je u tri razine:
(1) Tehnologija laserske obrade materijala velikih razmjera, čiji su glavni predmet debele ploče (od nekoliko milimetara do desetaka milimetara), čija je točnost obrade uglavnom u milimetru ili submilimetru;
(2) Tehnologija precizne laserske obrade uzima tanku ploču (0,1-1,0 mm) kao glavni objekt obrade, a točnost obrade je obično deset mikrona;
(3)Laserska tehnologija mikroobradbe, usmjerena na sve vrste tankih filmova debljine manje od 100 μm kao glavni objekt obrade, čija je točnost obrade uglavnom manja od 10 μm ili čak ispod μm.
U mehaničkoj industriji preciznost se obično odnosi na male hrapavosti površine i mali raspon različitih tolerancija (uključujući položaj, oblik, veličinu itd.). Preciznost&"; ovdje se odnosi na mali razmak u obrađenom području, što znači da je granična veličina koja se može postići preradom mala.
U gornje tri vrste laserske obrade tehnologija laserske obrade velikih dijelova postaje sve zrelija, a stupanj industrijalizacije vrlo je visok; laserska tehnologija mikroprocesiranja poput laserskog finog podešavanja, laserskog preciznog nagrizanja, laserske tehnologije izravnog pisanja također se široko koristi u industriji.
Laserska precizna obrada ima sljedeće izvanredne značajke:
(1) Širok raspon: laserska precizna obrada ima širok raspon predmeta, uključujući gotovo sve metalne i nemetalne materijale; prikladno za sinterovanje, bušenje, obilježavanje, rezanje, zavarivanje, modificiranje površine i kemijsko taloženje materijala parom.
Elektrokemijska obrada može obrađivati samo vodljive materijale, fotokemijska obrada može se koristiti samo za korozivne materijale, plazemskom obradom teško je obraditi neke materijale s visokom točkom topljenja.
(2) Precizno i pedantno: laserska zraka se može fokusirati na vrlo male veličine, pa je posebno pogodna za preciznu obradu. Općenito, laserska precizna obrada superiorna je u odnosu na druge tradicionalne metode obrade zbog svojih nekoliko utjecajnih čimbenika i visoke točnosti obrade.
(3)Velika brzina i velika brzina: iz perspektive ciklusa obrade, elektroda za alate EDM zahtjeva visoku preciznost, velike gubitke i dug ciklus obrade; elektrokemijska obrada dizajna kalupa za šupljinu i površinu katode je velika, a proizvodni ciklus je dug; postupak fotokemijske obrade složen je; Operacija laserske precizne obrade jednostavna je, a širinu proreza je lako kontrolirati, što se može odmah iznijeti prema računalnom crtežu. Brzo graviranje, rezanje i obrada su brzi, a ciklus obrade kraći je od ostalih metoda.
(4) Sigurno i pouzdano: precizna laserska obrada pripada beskontaktnoj obradi koja neće uzrokovati mehaničku ekstruziju ili mehaničko naprezanje materijala; u usporedbi s EDM i obradom elektrolučnog luka, njegova zona utjecaja topline i deformacija vrlo su mali, tako da može obraditi vrlo male dijelove.
(3)Niska cijena: nije ograničena brojem obrade, za usluge male obrade, laserska obrada je jeftinija. Za preradu velikih proizvoda, troškovi proizvodnje kalupa velikih proizvoda vrlo su visoki, laserskoj obradi nije potrebna nikakva izrada kalupa, a laserskom obradom se može u potpunosti izbjeći kolaps materijala tijekom probijanja i šišanja, što može uvelike smanjiti proizvodne troškove poduzeća i poboljšati kvalitetu proizvoda.
(6) Šav za rezanje je mali: šav za rezanje laserskim rezanjem uglavnom je 0,1-0,2 mm.
(7) Glatka površina za rezanje: površina za lasersko rezanje ne sadrži neravnine.
(8) Mala toplinska deformacija: laserski rezni šav laserske obrade je tanak, brz i koncentriran u energiju, pa je toplina prenesena na materijal koji se reže mala, što rezultira vrlo malom deformacijom materijala.
(9) Ušteda materijala: laserska obrada pomoću računalnog programiranja, mogu biti različiti oblici proizvoda za gniježđenje materijala, maksimalizirati upotrebu materijala, uvelike smanjiti troškove poduzeća.
(10)Vrlo je pogodan za razvoj novih proizvoda: nakon što se formiraju crteži proizvoda, laserska obrada može se izvršiti odmah, a nove proizvode možete dobiti u najkraćem vremenu.
Općenito, tehnologija laserske precizne obrade ima mnogo prednosti u odnosu na tradicionalne metode obrade, a izgledi za njezinu primjenu vrlo su široki.
Općenito, laseri koji se koriste za preciznu obradu su: CO2 laser, YAG laser, laser bakrene pare, excimer laser i CO laser.
Među njima se u velikoj tehnologiji laserske obrade široko koriste CO2 laser velike snage i YAG laser velike snage; laser bakrene pare i excimer laser široko se koriste u laserskoj tehnologiji mikroprocesiranja; YAG laser srednje i male snage obično se koristi u preciznoj obradi.
UobičajenAprimjene
Razvojem tehnologije tradicionalne metode bušenja često ne mogu zadovoljiti potrebe. Primjerice, nemoguće je obraditi male rupe promjera nekoliko desetaka mikrona na tvrdoj slitini volframovog karbida, a duboke rupe promjera stotina mikrona na tvrdoj i lomljivoj crvenoj i safiru uobičajenim metodama obrade.
Trenutna gustoća snage laserske zrake iznosi čak 108 w / cm2. Materijal se u kratkom vremenu može zagrijati do točke topljenja ili vrelišta, a gore navedeni materijali mogu se perforirati. U usporedbi s elektronskim snopom, elektrolizom, električnom iskrom i mehaničkim bušenjem, lasersko bušenje ima prednosti dobre kvalitete, visoke točnosti ponavljanja, velike univerzalnosti, visoke učinkovitosti, niske cijene i izvanrednih sveobuhvatnih tehničkih i ekonomskih prednosti. Strane zemlje postigle su vrlo visoku razinu laserskog preciznog bušenja.
Švicarska tvrtka koristi SSD laser za bušenje rupa u lopaticama turbina zrakoplova. Može obraditi mikropore promjera u rasponu od 20 μm do 80 μ m, a omjer promjera i dubine može doseći 1:80. Laserska zraka također se može koristiti za obradu različitih vrsta rupa u mikro obliku na krhkim materijalima poput keramike, poput slijepih rupa, kvadratnih rupa itd., Što se ne može postići uobičajenom obradom.
U usporedbi s tradicionalnom metodom rezanja, lasersko precizno rezanje ima brojne prednosti. Na primjer, može izrezati uski rez, gotovo da nema ostataka rezanja, područje zahvaćeno toplinom je malo, buka rezanja mala i može uštedjeti 15% - 30% materijala.
Budući da laser teško može proizvesti mehanički impuls i pritisak na materijal koji se reže, prikladan je za rezanje stakla, keramike, poluvodiča i drugih tvrdih i lomljivih materijala. Uz to je laserska mrlja mala, a prorez uzak, pa je posebno pogodan za sve vrste preciznog rezanja malih dijelova. Švicarska tvrtka koristi solid-state laser za precizno rezanje, a njegova dimenzijska točnost dosegla je vrlo visoku razinu.
Tipična primjena laserskog preciznog rezanja je rezanje SMT matrice u tiskanim pločama. Tradicionalna metoda obrade SMT predloška je kemijsko nagrizanje. Njegov fatalni nedostatak je taj što granična veličina obrade ne smije biti manja od debljine ploče, a postupak kemijskog nagrizanja složen je, ciklus obrade je dug i korozivni medij zagađuje okoliš.
Korištenjem laserske obrade, ne samo da se mogu prevladati ovi nedostaci, već se može i obraditi gotov predložak, posebno su točnost obrade i gustoća praznina očito bolji od prethodnih, a proizvodni trošak također je nešto niži od prethodnog, daleko veći od kemijsko nagrizanje. Međutim, zbog visokog tehničkog sadržaja i visoke cijene cijelog kompleta opreme za lasersku obradu, samo nekoliko tvrtki u Sjedinjenim Državama, Japanu, Njemačkoj i drugim zemljama može proizvesti cijeli stroj.
(3) Lasersko precizno zavarivanje
Zona laserskog zavarivanja pod utjecajem topline vrlo je uska, a zavar je mali, posebno može zavarivati materijale s visokim talištem i različite metale, a ne treba dodavati materijale. U inozemstvu se čvrsti YAG laser koristi za zavarivanje šavova i točkano zavarivanje na visokoj razini. Uz to, lasersko zavarivanje izlazne linije tiskanog kruga ne zahtijeva upotrebu fluksa i može smanjiti toplinski udar i nema utjecaja na jezgru kruga, čime se osigurava kvaliteta jezgre integriranog kruga.
Nakon više od 20 godina napora, u tehnologiji precizne laserske obrade i kompletnom kompletu opreme, iako se Kina primjenjuje u laserskom točkovnom zavarivanju, zavarivanju šavova, hermetičkim zavarivanjem i označavanjem keramičkih laserskih štancanja i mikro i malih metalnih dijelova, ali u laseru tehnologija precizne obradbe, mikroelektronski predložak tehnologija preciznog rezanja i nagrizanja, keramika s visokim tehnološkim sadržajem i širokim tržištem primjene Laserska precizna obrada prolaznih rupa, slijepih rupa, abnormalnih rupa i utora različitih veličina na porculanu i tiskanim pločama je i dalje u fazi istraživanja i razvoja, a ne postoji odgovarajući industrijski prototip.
Posljednjih godina nekoliko velikih stranih tvrtki vidjelo je ogromno potencijalno tržište u industriji laserske precizne obrade u Kini i počele osnivati podružnice u Kini. Međutim, visoki troškovi obrade povećavaju troškove proizvoda, a mnoga poduzeća i dalje odvraćaju.
Trend razvoja
Laser visoke kvalitete, visoke učinkovitosti, stabilnosti, pouzdanosti i niske cijene pretpostavka je popularizacije i primjene precizne obrade. Jedan od razvojnih trendova laserske precizne obrade je minijaturizacija obradnog sustava. Posljednjih godina razvoj lasera s diodnom pumpom vrlo je brz. Ima niz prednosti, poput visoke učinkovitosti pretvorbe, dobre stabilnosti, dobre kvalitete snopa, male veličine i tako dalje. Vjerojatno će postati glavni laser za sljedeću generaciju precizne laserske obrade.
Integracija obradnog sustava još je jedan važan trend laserske precizne obrade. Nezaobilazan je trend razvoja laserske precizne obrade sistematizacija i usavršavanje lasersko precizne obrade različitih materijala, razvoj posebnog upravljačkog softvera s prijateljskim korisničkim sučeljem i pogodan za lasersku preciznu obradu, te dodavanje odgovarajuće baze podataka procesa, kombiniraju kontrolu, postupak i laser kako bi ostvarili integraciju optičke, mehaničke, električne i obrade materijala.
Iako postoji velika praznina između Kine i inozemstva u tehnologiji i opremi za lasersku obradu, ako kontinuirano poboljšavamo kvalitetu laserske zrake i točnost obrade na izvornoj osnovi, u kombinaciji s istraživanjem tehnologije obrade materijala, zauzimamo tržište precizne laserske obrade kao što je više moguće i postupno prodiremo u polje laserske mikroprocesiranja, možemo promicati brzi razvoj tehnologije laserske obrade Konačno, laserska precizna obrada formirat će veliku industriju. IKRALJ' laserposvećen je razvoju i proizvodnji vrhunske laserske opreme za korisnike širom svijeta.