TechninisIįvedimas
Lazerinis apdorojimas yra pažangiausia apdorojimo technologija, kuriai graviruoti ir pjauti medžiagoms daugiausia naudojamas didelio efektyvumo lazeris. Pagrindinė įranga apima kompiuterį ir lazerio pjovimo (graviravimo) mašiną. Lazerinio pjovimo ir drožybos procesas yra labai paprastas, lygiai taip pat, kaip spausdinti ant popieriaus naudojant kompiuterį ir spausdintuvą, o grafiniam dizainui naudoti įvairią grafinio apdorojimo programinę įrangą (CAD, grandinės kamerą, „CorelDRAW“ ir kt.). Po to grafika yra perkeliami į lazerinio pjovimo (drožybos) mašiną, kuri gali lengvai iškirpti (iškirpti) grafiką ant bet kurios medžiagos paviršiaus ir iškirpti kraštus pagal projektinius reikalavimus.
Nuo 1960 m. „Bell Laboratories“ išradus rubino lazerį, lazeris buvo palaipsniui taikomas garso ir vaizdo įrangai, diapazonui, medicinos įrangai, apdorojimui ir kitoms sritims.
Lazerinio apdorojimo srityje, nors lazerinio siųstuvo kaina yra labai brangi (nuo šimtų tūkstančių iki milijonų), tačiau kadangi lazerinis apdorojimas turi privalumų, kurių tradicinis apdorojimas negali atitikti, lazerinis apdorojimas sudarė daugiau nei 50% apdorojimo. pramonė JAV, Italijoje, Vokietijoje ir kitose šalyse.
Lazerio spindulys gali būti sutelktas iki labai mažo dydžio, todėl jis ypač tinka tiksliam apdirbimui. Pagal apdorotų medžiagų dydį ir apdorojimo tikslumo reikalavimus lazerinio apdorojimo technologija yra suskirstyta į tris lygius:
(1) Didelio masto medžiagų, kurių pagrindinis objektas yra storos plokštės (nuo kelių milimetrų iki dešimčių milimetrų), lazerio apdorojimo technologija, jos apdorojimo tikslumas paprastai yra milimetro arba submilimetro lygis;
(2) Tikslaus lazerinio apdorojimo technologija kaip pagrindinį apdorojimo objektą laiko ploną plokštelę (0,1–1,0 mm), o jos apdorojimo tikslumas paprastai yra dešimt mikronų;
(3)Lazerinė mikromechaninio apdorojimo technologija, skirta visų rūšių plonoms plėvelėms, kurių storis mažesnis kaip 100 μm, kaip pagrindiniam apdorojimo objektui, jos apdorojimo tikslumas paprastai yra mažesnis nei 10 μm ar net mažesnis nei μm.
Mechanikos pramonėje tikslumas paprastai reiškia mažą paviršiaus šiurkštumą ir nedidelį įvairių tolerancijų diapazoną (įskaitant padėtį, formą, dydį ir kt.). GG; tikslus" čia nurodomas nedidelis spraga apdorotoje srityje, tai yra, ribinis dydis, kurį galima pasiekti apdorojant, yra mažas.
Taikant pirmiau minėtus tris lazerinio apdorojimo tipus, didelio masto dalių lazerinio apdorojimo technologija tapo vis brandesnė, o industrializacijos laipsnis buvo labai aukštas; lazerio mikroprocesoriaus technologija, tokia kaip koregavimas lazeriu, tikslus lazerinis ėsdinimas, tiesioginio rašymo lazeriu technologija, taip pat plačiai naudojama pramonėje.
Tikslus lazerio apdirbimas turi šias puikias savybes:
(1) Platus asortimentas: precizinis lazerinis apdirbimas turi platų objektų asortimentą, įskaitant beveik visas metalines ir nemetalines medžiagas; tinkamas sukepinti, gręžti, žymėti, pjaustyti, suvirinti, modifikuoti paviršių ir chemiškai nusodinti medžiagas garais.
Elektrocheminis apdirbimas gali apdoroti tik laidžiąsias medžiagas, fotocheminis apdirbimas gali būti naudojamas tik korozinėms medžiagoms, plazminį apdirbimą sunku apdoroti kai kurioms medžiagoms, kurių lydymosi temperatūra yra aukšta.
(2) Tikslus ir kruopštus: lazerio spindulys gali būti sutelktas į labai mažą dydį, todėl jis ypač tinka tiksliam apdirbimui. Apskritai tikslus lazerinis apdirbimas yra pranašesnis už kitus tradicinius apdirbimo metodus dėl nedaugelio įtakojančių veiksnių ir didelio apdirbimo tikslumo.
(3)Didelis greitis ir didelis greitis: žvelgiant iš apdirbimo ciklo perspektyvos, EDM įrankio elektrodui reikia didelio tikslumo, didelių nuostolių ir ilgo apdirbimo ciklo; elektrocheminis ertmės ir paviršiaus katodo formos apdorojimo darbo krūvis yra didelis, o gamybos ciklas yra ilgas; fotocheminis apdirbimo procesas yra sudėtingas; lazerio precizinio apdirbimo operacija yra paprasta, o plyšio plotį lengva valdyti, kurį galima nedelsiant išleisti pagal kompiuterio brėžinį. Greitaeigis graviravimas, pjovimas ir apdorojimas yra greitas, o apdorojimo ciklas yra trumpesnis nei kitų metodų.
(4) saugus ir patikimas: tikslus lazerinis apdirbimas priklauso nuo bekontakčio apdirbimo, kuris nesukels medžiagų mechaninio išspaudimo ar mechaninio įtempimo; palyginti su EDM ir plazminio lanko apdirbimu, jo šilumos paveikta zona ir deformacija yra labai mažos, todėl ji gali apdoroti labai mažas dalis.
(3)Maža kaina: neribojamas apdorojimo skaičiumi, mažų partijų apdorojimo paslaugoms lazerinis apdorojimas yra pigesnis. Didelių produktų perdirbimui didelių produktų pelėsių gamybos kaina yra labai didelė, apdorojant lazeriu nereikia jokių pelėsių, o apdorojant lazeriu galima visiškai išvengti medžiagos griūties perforavimo ir kirpimo metu, o tai gali žymiai sumažinti gerinti produktų kokybę.
(6) Pjovimo siūlė yra maža: lazerio pjovimo siūlė paprastai yra 0,1-0,2 mm.
(7) Lygus pjovimo paviršius: lazeriniame pjovimo paviršiuje nėra šerpetų.
(8) Maža šiluminė deformacija: lazerio pjovimo lazeriu siūlė yra plona, greita ir koncentruota energija, todėl šiluma, perduodama į pjaunamą medžiagą, yra maža, todėl medžiaga labai deformuojasi.
(9) Medžiagų taupymas: lazerinis apdorojimas kompiuteriu programuojant, gali būti įvairių formų gaminiai, skirti medžiagų lizdams, maksimaliai padidinti medžiagų panaudojimą, žymiai sumažinti įmonės medžiagų kainą.
(10)Tai labai tinka kurti naujus produktus: suformavus gaminio brėžinius, lazerinį apdorojimą galima atlikti nedelsiant, o naujus gaminius galite gauti per trumpiausią laiką.
Apskritai, lazerinio tikslaus apdirbimo technologija turi daug privalumų, palyginti su tradiciniais apdirbimo metodais, ir jos taikymo perspektyva yra labai plati.
Paprastai tiksliam apdirbimui naudojami lazeriai yra: CO2 lazeris, YAG lazeris, vario garų lazeris, eksimerinis lazeris ir CO lazeris.
Tarp jų didelės galios CO2 lazeris ir galingas YAG lazeris plačiai naudojami didelio masto lazerio apdorojimo technologijose; vario garų lazeris ir eksimerinis lazeris plačiai naudojami lazerio mikroprocesoriaus technologijose; vidutinio ir mažo galingumo YAG lazeris paprastai naudojamas tiksliam apdorojimui.
DažnasAparaiškos
(1) Lazerinis tikslusis gręžimas
Tobulėjant technologijoms, tradiciniai gręžimo metodai daugeliu atvejų negali patenkinti poreikių. Pavyzdžiui, neįmanoma perdirbti mažų dešimčių mikronų skersmens skylių ant kieto volframo karbido lydinio, o gilių - šimtų mikronų skersmens - ant kieto ir trapaus raudono bei safyro įprastais apdirbimo metodais.
Momentinis lazerio spindulio galios tankis yra net 108 w / cm2. Medžiagą per trumpą laiką galima pašildyti iki lydymosi ar virimo temperatūros, o minėtos medžiagos gali būti perforuotos. Lyginant su elektronų pluoštu, elektrolize, elektrine kibirkštimi ir mechaniniu gręžimu, gręžimas lazeriu turi geros kokybės, didelio pasikartojimo tikslumo, didelio universalumo, didelio efektyvumo, mažos kainos ir nepaprastos techninės ir ekonominės naudos pranašumus. Užsienio šalys pasiekė labai aukštą tiksliųjų lazerinių gręžimų lygį.
Šveicarijos kompanija kietojo kūno lazeriu gręžia skyles orlaivių turbinų mentėse. Jis gali apdoroti mikroporas, kurių skersmuo svyruoja nuo 20 μm iki 80 μ m, o skersmens ir gylio santykis gali siekti 1:80. Lazerio spindulys taip pat gali būti naudojamas apdorojant įvairias mikro formos skylutes ant trapių medžiagų, tokių kaip keramika, pvz., Aklųjų skylių, kvadratinių skylių ir kt., Kurių neįmanoma pasiekti įprastu apdirbimu.
Lyginant su tradiciniu pjovimo metodu, tikslus lazerinis pjovimas turi daug privalumų. Pavyzdžiui, jis gali supjaustyti siaurą pjūvį, beveik nėra pjovimo likučių, šilumos paveikta vieta yra maža, pjovimo triukšmas yra mažas ir tai gali sutaupyti 15–30% medžiagos.
Kadangi lazeris vargu ar gali sukelti mechaninį impulsą ir slėgį pjaustomai medžiagai, jis tinka pjauti stiklą, keramiką, puslaidininkius ir kitas kietas bei trapias medžiagas. Be to, lazerio dėmė yra maža, o plyšys yra siauras, todėl jis ypač tinka visų tipų smulkiam detalių pjovimui. Šveicarijos įmonė tiksliam pjovimui naudoja kietojo kūno lazerį, o jo matmenų tikslumas pasiekė labai aukštą lygį.
Tipiškas lazerinio tikslaus pjovimo būdas yra supjaustyti SMT trafaretą spausdintinėse plokštėse. Tradicinis SMT šablono apdorojimo metodas yra cheminis ofortas. Lemtingas jo trūkumas yra tas, kad apdirbimo ribinis dydis neturėtų būti mažesnis nei plokštės storis, o cheminio ėsdinimo procesas yra sudėtingas, apdorojimo ciklas yra ilgas, o ėsdinanti terpė teršia aplinką.
Naudojant lazerinį apdorojimą, ne tik galima įveikti šiuos trūkumus, bet ir perdirbti paruoštą šabloną, ypač apdorojimo tikslumas ir tarpų tankis yra akivaizdžiai geresni nei pirmieji, o gamybos sąnaudos taip pat yra šiek tiek mažesnės nei pirmosios iš pat pradžių, daug didesnės nei cheminis ofortas. Tačiau dėl didelio lazerio apdorojimo įrangos komplekto didelio techninio turinio ir didelės kainos tik kelios JAV, Japonijos, Vokietijos ir kitų šalių įmonės gali pagaminti visą mašiną.
(3) Tikslus lazerinis suvirinimas
Šilumos paveikta lazerinio suvirinimo zona yra labai siaura, o siūlė yra maža, ypač ji gali suvirinti aukštos lydymosi temperatūros medžiagas ir skirtingus metalus, todėl nereikia pridėti medžiagų. Užsienio šalyse aukšto lygio siūlių suvirinimui ir taškiniam suvirinimui buvo naudojamas kietojo kūno YAG lazeris. Be to, lazeriškai suvirinant spausdintinės grandinės išeinančią liniją nereikia naudoti srauto ir tai gali sumažinti terminį šoką ir neturi jokios įtakos grandinės šerdžiui, taip užtikrinant integruoto grandinės šerdies kokybę.
Po daugiau nei 20 metų pastangų tiksliojo lazerio apdirbimo technologijoje ir visuose įrangos rinkiniuose, nors Kinija buvo naudojama lazerinio taškinio suvirinimo, siūlių suvirinimo, sandaraus suvirinimo ir keraminių lazerinių rašiklių bei mikro ir mažų metalinių dalių žymėjimo srityse, tačiau lazeriu tiksliojo apdirbimo technologija, mikroelektroninės grandinės šablono precizinio pjovimo ir oforto technologija, keramika, turinti aukštųjų technologijų turinį ir plačią taikymo rinką tyrimų ir plėtros etape, ir nėra atitinkamo pramoninio prototipo.
Pastaraisiais metais kelios stambios užsienio kompanijos matė didžiulę potencialią tiksliųjų lazerių perdirbimo pramonės rinką Kinijoje ir pradėjo steigti filialus Kinijoje. Tačiau dėl didelių perdirbimo sąnaudų padidėja produktų savikaina, ir daugelis įmonių vis dar atgrasomos.
Plėtros tendencija
Aukštos kokybės, didelio efektyvumo, stabilumo, patikimumo ir mažų sąnaudų lazeris yra tiksliojo apdirbimo populiarinimo ir taikymo prielaida. Viena iš tikslaus lazerio apdirbimo raidos tendencijų yra apdirbimo sistemos miniatiūrizacija. Pastaraisiais metais diodu pumpuojamo lazerio plėtra yra labai greita. Jis turi daugybę privalumų, tokių kaip didelis konversijos efektyvumas, geras stabilumas, gera spindulių kokybė, mažas dydis ir pan. Tikėtina, kad tai taps pagrindiniu naujos kartos tikslaus lazerio apdirbimo lazeriu.
Apdirbimo sistemos integravimas yra dar viena svarbi tikslaus lazerio apdirbimo tendencija. Tai neišvengiama tiksliųjų lazerių apdirbimo plėtros tendencija susisteminti ir patobulinti įvairių medžiagų tikslaus lazerio apdorojimo procesą, sukurti specialią valdymo programinę įrangą su patogia vartotojo sąsaja ir tinkamą tiksliam lazeriniam apdirbimui bei papildyti ją atitinkama proceso duomenų baze derinkite valdymą, procesą ir lazerį, kad suprastumėte optinio, mechaninio, elektrinio ir medžiagų apdorojimo integraciją.
Nors lazerio apdorojimo technologijoje ir įrangoje yra didelis atotrūkis tarp Kinijos ir užsienio šalių, jei mes nuolat gerinsime lazerio pluošto kokybę ir apdorojimo tikslumą iš pradžių, kartu su medžiagų apdorojimo technologijos tyrimais, užimame tikslaus lazerio apdorojimo rinką kiek įmanoma ir palaipsniui skverbdamiesi į lazerio mikroprocesoriaus lauką, galime skatinti spartų lazerio apdorojimo technologijos vystymąsi. Galiausiai, precizinis lazerinis apdirbimas sudarys didelę pramonę. IrKARALIUS' lazerisyra skirta kurti ir gaminti aukščiausio lygio lazerinę įrangą vartotojams visame pasaulyje.