Sparčiai besivystančiame tiksliosios gamybos pasaulyje pasirinkimas tarp nanosekundžių ir femtosekundžių lazerinių technologijų gali sukelti arba sužlugdyti jūsų mikro{0}}apdirbimo projektą. Pramonėms vis labiau stengiantis -mažesnių funkcijų ir griežtesnių leistinų nuokrypių-nuo puslaidininkinių pakuočių iki medicinos prietaisų-, klausimas ne tikarnaudoti lazerinį gręžimą, betkurioslazerinė technologija užtikrins tikslumą, kurio reikalauja jūsų pritaikymas.
Nors ir nanosekundiniai, ir femtosekundiniai lazeriai gali sukurti mikro{0}}skyles, esminiai jų impulsų trukmės skirtumai duoda labai skirtingus rezultatus. Viena priklauso nuo terminės abliacijos, kuri neišvengiamai palieka karščio paveiktas zonas, iš naujo sudėtus sluoksnius ir mikro{3}}įtrūkimus. Kitu atveju pasiekiamas „šaltasis apdirbimas“ naudojant itin greitą jonizaciją, sukuriant nesugadintas skyles, kuriose nėra įbrėžimų, mikronų{6}}lygio tikslumu.
Atlikdami šį išsamų palyginimą, mes išnagrinėsime realaus pasaulio apdirbimo Nesvarbu, ar vertinate ekonomišką-neapdorotą grubų gręžimą, ar reikalaujate aukštųjų-techninių komponentų smulkesnio-mikroninio tikslumo, suprasdami šiuos esminius skirtumus galėsite priimti pagrįstą sprendimą, suderinantį našumą, kokybę ir biudžetą.
Pasinerkime į duomenis ir sužinokime, kodėl femtosekundžių revoliucija keičia tikslų mikro{0}apdirbimą aviacijos, medicinos, puslaidininkių ir optikos pramonėje.
Vienos skylės mikro{0}}morfologijos palyginimas
Kairė pusė: nanosekundžių lazeriu apdirbta mikro{0}}angelė
- Didelės tirpstančio ir perliejamo sluoksnio sritys ant vidinės sienos, bangos{0}}kaip įgriuvos, o kraštai smarkiai apanglėję ir pažeisti.
- Apdirbimo procesas sukuria didelę karščio paveiktą zoną (HAZ). Medžiaga dėl karščio tirpsta, išgaruoja ir taškosi, sudarydama sluoksninę šiluminės žalos struktūrą.
- Prasta skylės skersmens konsistencija, itin didelis vidinės sienos šiurkštumas, daug įtrūkimų ir išsilydžiusių likučių.
Dešinė pusė: Femtosekundžių lazeriu apdirbta mikro{0}}skylė
- Lygios ir vertikalios skylių sienos, nelydančios ar nesugriūvančios, be kraštų įskilimų ar įbrėžimų.
- Visas procesas yra „šaltas apdirbimas“ be šilumos laidumo, todėl šilumos paveikta zona (HAZ) beveik nulinė. Medžiaga pašalinama itin sparčios šaltosios jonizacijos (abliacijos) būdu.
- Taisyklinga skylės forma su puikiu cilindriškumu; vidinėje sienoje nėra perlietų sluoksnių ir įtrūkimų.
Bendros mikro{0}}angų masyvų kokybės palyginimas
Kategorijos: Apdorojimo metodas|Bendra išvaizda|Skylės padėties nuoseklumas|Kraštų švara|Defekto būsena
Nanosekundinis lazeris:
Paviršiuje matomi dideli juodėjimo ir karbonizacijos plotai, periferijoje kaupiasi aptaškytos liekanos. Atskirų skylių dydžiai labai skiriasi, o masyvo modelis yra labai iškraipytas. Skylių angos rodo tirpimą ir medžiagos perpildymą, o pagrindo -šiluma dega dideliame plote. Defektai yra plačiai paplitę kraštų įtrūkimai, užsikimšusios skylės ir aplinkinės pagrindo medžiagos pažeidimai.
Nanosekundinis lazerio apdorojimo efektas Femtosekundinis lazerio apdorojimo efektas
Femtosekundinis lazeris:
Pagrindo paviršius yra švarus, nesudegęs ar nepakeitęs spalvos. Skylių skersmuo ir žingsnis visoje matricoje yra labai vienodi ir taisyklingi. Skylių angos yra aštrios, be medžiagos perpildymo ir nėra periferinio terminio užteršimo. Nėra karščio sukeltų defektų, todėl galutinio produkto išeiga yra maksimali.
Pagrindinių principų skirtumai
1. Nanosekundinis lazeris: Impulso trukmė yra nanosekundžių lygyje; apdorojimas priklauso terminei abliacijai.
Energija nuolat patenka į medžiagos vidų, todėl šiluma pasklinda ir praleidžia plačiu diapazonu. Tai neišvengiamai sukelia negrįžtamą šiluminę žalą, pvz., Lydymąsi, garavimą, perliejimą, įtrūkimus ir terminę deformaciją. Neįmanoma išvengti tokių problemų kaip įbrėžimai ir briaunos griūtis.
2. Femtosekundinis lazeris: Impulso trukmė yra femtosekundės (10⁻¹⁵ sekundės), o tai yra itin-trumpa ir itin greita{2}}.
Momentinė didžiausia energija yra labai didelė. Medžiagos jonizacija ir abliacija baigiami prieš šilumai galint pasklisti į aplinkinę medžiagą, todėl pasiekiamas ne-terminis „šaltas“ apdorojimas. Tai visiškai pašalina šiluminį poveikį, perliejamus sluoksnius ir įtrūkimus / įdubimus, todėl galima masiškai gaminti ypač tikslias mikro{3}}angas mikronų / sub{4}} mikronų lygiu.
Pramonės pritaikymo tinkamumas
Nanosekundinis lazeris: tinka tik mažo-tikslumo, mažos-kainos grubaus gręžimo scenarijus. Jis naudojamas ten, kur nėra griežtų reikalavimų dėl vidinės sienos kokybės ar ne{3}}terminio apdorojimo.
Mikro-tikslioji lazerinio pjovimo ir gręžimo mašina
Femtosekundinis lazeris: Išskirtinai aukštųjų -technologijų sritims, tokioms kaip lustų pakavimas, medicininės/biologinės eksploatacinės medžiagos, kosmoso tikslūs komponentai, optinės plonos plėvelės ir itin-plonos specialios medžiagos. Jis naudojamas tinkintam mikro-skylių / aklųjų-angų masyvų apdorojimui.
Norėdami gauti gamybos{0}}masto pavyzdį, žr., kaip femtosekundiniai lazeriai įgalinamasinė oro guolių angų gamyba, kur tūkstančiai droselio mikro{0}}angų turi sutapti mikronų tikslumu.
Fotovoltikoje tos pačios itin greitos tikslios pavarosperovskito saulės elementų rašymas lazeriu, kur P1–P3 linijos tiesiogiai apibrėžia modulio efektyvumą.