De status en het vooruitzicht van laserprecisiebewerkingstechnologie

De laserstraal kan worden gefocusseerd tot een zeer klein formaat, waardoor deze bijzonder geschikt is voor precisiebewerking. We verdelen de huidige laserbewerkingstechnologie in drie niveaus, afhankelijk van de grootte van het bewerkte materiaal en de nauwkeurigheidseisen van de bewerking:

• ① Laserbewerkingstechnologie voor grootschalige materialen, met dikke platen (enkele millimeters tot tientallen millimeters) als hoofddoel, en de bewerkingsnauwkeurigheid is over het algemeen op millimeter- of submillimeterniveau;
• ② Precisielaserbewerkingstechnologie, met dunne platen (0.1 tot 1.0 mm) als het belangrijkste bewerkingsobject, en de bewerkingsnauwkeurigheid ligt over het algemeen in de orde van tien micron;
• ③ Lasermicrofabricagetechnologie, voor verschillende films met een dikte van minder dan 100 μm als het belangrijkste bewerkingsobject, is de bewerkingsnauwkeurigheid over het algemeen lager dan 10 micron of zelfs submicronniveau.

Opgemerkt moet worden dat precisie in de machine-industrie meestal een kleine oppervlakteruwheid en een klein aantal toleranties (waaronder positie, vorm, grootte, enz.) betekent. De term "precisie" in dit artikel verwijst echter naar de kleine opening in het gebied dat wordt verwerkt, wat betekent dat de limietgrootte die kan worden verwerkt klein is. In de bovenstaande drie soorten laserbewerking is de laserbewerkingstechnologie van grote onderdelen steeds volwassener geworden en is de mate van industrialisatie zeer hoog geweest. Er zijn veel literatuur beoordeeld; lasermicrobewerkingstechnologieën zoals lasertrimming, laserprecisie-etsen, laser Direct-schrijftechnologie worden ook veel gebruikt in de industrie en er zijn veel gerelateerde rapporten. Dit artikel gaat over laserprecisiebewerkingstechnologie. Gemakshalve zijn de hieronder vermelde bewerkingsdoelen voor precisiebewerking beperkt tot dunne platen (0.1-1.0 mm).

1. Vergelijking tussen laserprecisiebewerking en traditionele bewerkingsmethoden

Met de vooruitgang van de technologie worden de soorten precisiebewerkingstechnologie steeds overvloediger.

Laserprecisiebewerking heeft de volgende belangrijke kenmerken:

• ①De reikwijdte van laserprecisiebewerking is breed, inclusief bijna alle metalen en niet-metalen materialen. Terwijl elektrolytische bewerking alleen geleidende materialen kan verwerken, is fotochemische bewerking alleen geschikt voor gemakkelijk corrosieve materialen en is plasmabewerking moeilijk om bepaalde materialen met een hoog smeltpunt te verwerken.
• ② Er zijn weinig factoren die de kwaliteit van laserprecisiebewerking beïnvloeden, en de bewerkingsnauwkeurigheid is hoog en is over het algemeen beter dan andere traditionele bewerkingsmethoden in het algemeen.
• ③ Vanuit het perspectief van de bewerkingscyclus vereist de gereedschapselektrode van EDM hoge precisie, groot verlies en een lange bewerkingscyclus; het ontwerp van de kathodevorm voor de bewerkingsholte en het profiel van elektrolytische bewerking is groot en de productiecyclus is ook lang; De procedures zijn ingewikkeld; de laserprecisiebewerking is eenvoudig, de spleetbreedte is eenvoudig aan te passen en te regelen, de bewerkingssnelheid is snel en de bewerkingscyclus is korter dan bij andere methoden.
• ④Laserprecisiebewerking behoort tot contactloze bewerking, zonder mechanische kracht. Vergeleken met EDM- en plasmaboogbewerkingen zijn de door warmte beïnvloede zone en vervorming erg klein, dus het kan zeer kleine onderdelen verwerken.

Samenvattend heeft laserprecisiebewerkingstechnologie veel voordelen ten opzichte van traditionele bewerkingsmethoden, en het toepassingsperspectief is zeer breed.

2. Inleiding tot veelgebruikte laserprecisiebewerkingsapparatuur

Lasers die gewoonlijk worden gebruikt voor precisiebewerking zijn: CO2-lasers, YAG-lasers, koperdamplasers, excimeerlasers en CO-lasers, enz. Raadpleeg de literatuur voor meer informatie over hun laserkarakteristieken. 

Onder hen worden krachtige CO2-lasers en krachtige YAG-lasers veel gebruikt in grootschalige laserbewerkingstechnologie; koperdamplasers en excimeerlasers worden op grotere schaal gebruikt in lasermicrobewerkingstechnologie; YAG-lasers met gemiddeld en laag vermogen worden over het algemeen gebruikt voor precisiebewerking.

3. Toepassing van laserprecisiebewerking en ontwikkeling van China en internationaal

3.1 Internationale status

3.1.1 Laserprecisieboren

Met de vooruitgang van de technologie is de traditionele ponsmethode in veel gevallen niet in staat geweest om aan de behoeften te voldoen. Zo worden kleine gaatjes met een diameter van enkele tientallen micrometers verwerkt op harde wolfraamcarbide legeringen; diepe gaten met een diameter van enkele honderden micrometers worden verwerkt op hard en broos rood en saffier, enz., wat niet kan worden bereikt met conventionele bewerkingsmethoden. De momentane vermogensdichtheid van de laserstraal is zo hoog als 108 W / cm2, wat het materiaal in korte tijd tot het smeltpunt of kookpunt kan verwarmen om perforatie op de bovengenoemde materialen te bereiken. Vergeleken met elektronenstraal, elektrolyse, elektrische vonk en mechanisch boren, heeft laserboren een goede kwaliteit, hoge herhalingsnauwkeurigheid, sterke veelzijdigheid, hoge efficiëntie, lage kosten en aanzienlijke uitgebreide technische en economische voordelen. Internationale precisie laserboren heeft een zeer hoog niveau bereikt. Een Zwitsers bedrijf gebruikt solid-state lasers om gaten te slaan in turbinebladen van vliegtuigen, die microgaatjes kunnen verwerken met een diameter van 20 μm tot 80 μm, en de verhouding tussen diameter en diepte kan oplopen tot 1:80 (zie figuur 1 (a)) . De laserstraal kan ook verschillende speciaal gevormde gaten verwerken, zoals blinde gaten (zie afbeelding 1 (b)) en vierkante gaten in brosse materialen zoals keramiek, wat niet kan worden bereikt met gewone bewerking.

3.1.2 Laserprecisiesnijden

Vergeleken met de traditionele snijmethode, precisie Laser snijden heeft veel voordelen. Het kan bijvoorbeeld smalle insnijdingen maken, bijna geen snijresten, een kleine door hitte beïnvloede zone, weinig snijgeluid en kan 15% tot 30% materiaal besparen. Doordat de laser nauwelijks mechanische impulsen en druk uitoefent op het te snijden materiaal, is hij geschikt voor het snijden van harde en broze materialen zoals glas, keramiek en halfgeleiders. Daarnaast is de laserspot klein en de spleet smal, dus bijzonder geschikt voor kleine onderdelen. Soort precisiesnijden. Een Zwitsers bedrijf gebruikt vastestoflasers voor precisiesnijden en de maatnauwkeurigheid heeft een zeer hoog niveau bereikt.

Een typische toepassing van laserprecisiesnijden is het snijden van SMT-stencils in printplaten (zie afbeelding 2). De traditionele SMT-sjabloonbewerkingsmethode is een chemische etsmethode. Het fatale nadeel is dat de limietgrootte van de bewerking niet kleiner mag zijn dan de dikte van de plaat, en de chemische etsmethode heeft een gecompliceerd proces, een lange bewerkingscyclus en het corrosieve medium vervuilt het milieu. 

Het gebruik van laserbewerking kan niet alleen deze tekortkomingen verhelpen, maar ook de voltooide sjabloon opnieuw verwerken. Met name de bewerkingsnauwkeurigheid en spleetdichtheid zijn aanzienlijk beter dan de vorige (zie afbeelding 3). Is iets lager dan de vorige. Vanwege het hoge technologische gehalte van de volledige set apparatuur die wordt gebruikt voor laserbewerking en de hoge prijs, kunnen echter slechts enkele bedrijven in een paar landen, zoals de Verenigde Staten, Japan en Duitsland, de volledige machine produceren.

3.1.3 Laserprecisielassen

Laserlassen heeft een zeer smalle warmtebeïnvloede zone en een kleine lasnaad. Het kan met name materialen met een hoog smeltpunt en ongelijksoortige metalen lassen zonder dat er extra materialen nodig zijn. Internationaal gebruik van solide YAG lasers voor naadlassen en puntlassen heeft een hoog niveau bereikt. Bovendien worden de geleidingsdraden van de gedrukte schakeling met een laser gelast, waarvoor geen flux nodig is, en kunnen thermische schokken worden verminderd zonder de circuitmatrijs te beïnvloeden, waardoor de kwaliteit van de geïntegreerde schakelingsmatrijs wordt gegarandeerd (zie afbeelding 4) .

3.2 Huidige situatie in China

Na meer dan 20 jaar van inspanningen, in termen van laserprecisiebewerkingstechnologie en complete uitrusting, hoewel China is gebruikt in keramisch laserschrijven en laserpuntlassen van micro-kleine metalen onderdelen, naadlassen en luchtdicht lassen en markeren, enz. 

In de laserprecisiebewerkingstechnologie is het precisiesnij- en etsproces van de micro-elektronische circuitsjabloon echter met een hoog technisch gehalte en een brede toepassingsmarkt, doorlopende gaten, blinde gaten en speciaal gevormde gaten, sleuven van verschillende specificaties en afmetingen op keramische platen en bedrukt printplaten Laserprecisiebewerking en andere aspecten bevinden zich nog in de onderzoeks- en ontwikkelingsfase en er is geen overeenkomstig industrieel prototype verschenen. 

De meeste gebruikers in China gebruiken over het algemeen geïmporteerde sjablonen of machinale bewerkingen in opdracht in Hong Kong en andere plaatsen. De hoge prijs en de lange cyclus hebben de productontwikkelingscyclus ernstig beïnvloed. In de afgelopen jaren hebben enkele grote internationale bedrijven de enorme potentiële markt van China in de laserprecisiebewerkingsindustrie gezien. , Is begonnen met het opzetten van vestigingen in China. Hoge bewerkingskosten verhogen echter de productkosten en zorgen er nog steeds voor dat veel bedrijven ze afraden.

4. Ontwikkelingstrend en vooruitzicht van laserprecisiebewerkingstechnologie

Hoogwaardige, efficiënte, stabiele, betrouwbare en goedkope lasers zijn de voorwaarden voor de promotie en toepassing van precisiebewerking. Een van de ontwikkelingstrends van laserprecisiebewerking is de miniaturisering van bewerkingssystemen. In de afgelopen jaren hebben diode-gepompte lasers zich snel ontwikkeld. Het heeft een reeks voordelen, zoals een hoge conversie-efficiëntie, goede werkstabiliteit, goede straalkwaliteit en kleine afmetingen. Het wordt waarschijnlijk de belangrijkste laser voor de volgende generatie laserprecisiebewerkingen.

Integratie van bewerkingssystemen is een andere belangrijke trend in de ontwikkeling van laserprecisiebewerking. Systematiseer en verbeter de laserprecisiebewerkingstechnologie voor verschillende materialen; gebruiksvriendelijke, specifieke besturingssoftware ontwikkelen die geschikt is voor laserprecisiebewerking en deze aanvullen met de bijbehorende procesdatabase; combineer besturing, proces en laser om optisch te bereiken. De integratie van machine-, elektriciteits- en materiaalbewerking is een onvermijdelijke trend in de ontwikkeling van laserprecisiebewerking.

Hoewel China een grote kloof heeft met de internationale markt op het gebied van laserbewerkingstechnologie en -apparatuur, zullen we, als we doorgaan met het verbeteren van de laserstraalkwaliteit en bewerkingsnauwkeurigheid op basis van het origineel, in combinatie met het onderzoek naar materiaalbewerkingstechnologie, de laserprecisie bezetten machinale markt zoveel mogelijk. En geleidelijk doordringen in het gebied van laser micro-bewerking, kan de snelle ontwikkeling van bevorderen Laser snijden technologie, en uiteindelijk laserprecisiebewerking tot een grootschalige industrie maken.

Link naar dit artikel： De status en het vooruitzicht van laserprecisiebewerkingstechnologie

Reprint Statement: Als er geen speciale instructies zijn, zijn alle artikelen op deze site origineel. Vermeld de bron voor herdruk: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® biedt een volledig assortiment op maat gemaakte precisie cnc-bewerkingscentrum China diensten.ISO 9001:2015 &AS-9100 gecertificeerd. 3, 4 en 5-assige snelle precisie CNC-bewerking diensten inclusief frezen, draaien volgens klantspecificaties, geschikt voor metalen en kunststof bewerkte onderdelen met een tolerantie van +/- 0.005 mm. Secundaire diensten omvatten CNC en conventioneel slijpen, boren,spuitgieten,plaatmetaal en stempelen.Prototypes, volledige productieruns, technische ondersteuning en volledige inspectie leveren automotive, ruimte, schimmel en armatuur, led-verlichting,medisch, fiets en consument elektronica industrieën. Op tijd geleverd. Vertel ons iets over het budget en de verwachte levertijd van uw project. We zullen samen met u een strategie bedenken om de meest kosteneffectieve services te bieden om u te helpen uw doel te bereiken, welkom om contact met ons op te nemen ( verkoop@pintejin.com ) direct voor uw nieuwe project.