激光加工設(shè)備,深圳激光加工設(shè)備,激光加工機(jī)
激光打孔機(jī)/激光打孔加工/微孔加工/細(xì)孔加工
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1 常用的激光精密加工設(shè)備簡(jiǎn)介
一般用于精密加工的激光器有：CO2激光器，YAG激光器，銅蒸汽激光器，準(zhǔn)分子激光器和CO激光器等，其激光器特性詳見文獻(xiàn)〔6，8，12－16〕。其中大功率CO2激光器和大功率YAG激光器在大型件激光加工技術(shù)中應(yīng)用較廣；而銅蒸汽激光器和準(zhǔn)分子激光器在激光微細(xì)加工技術(shù)中應(yīng)用較多；中、小功率YAG激光器一般用于精密加工。
2 激光精密加工與傳統(tǒng)加工方法的比較
隨著技術(shù)的進(jìn)步，精密加工技術(shù)的種類也越來(lái)越豐富。
激光精密加工有如下顯著特點(diǎn)：
?、偌す饩芗庸さ膶?duì)象范圍很寬，包括幾乎所有的金屬材料和非金屬材料。而電解加工只能加工導(dǎo)電材料，光化學(xué)加工只適用于易腐蝕材料，等離子加工難以加工某些高熔點(diǎn)的材料。
?、诩す饩芗庸べ|(zhì)量的影響因素少，加工精度高，在一般情況下均優(yōu)于其它傳統(tǒng)的加工方法。
③從加工周期來(lái)看，電火花加工的工具電極精度要求高、損耗大，加工周期較長(zhǎng)；電解加工的加工型腔、型面的陰極模設(shè)計(jì)工作量大，制造周期亦很長(zhǎng)；光化學(xué)加工工序復(fù)雜；而激光精密加工操作簡(jiǎn)單，切縫寬度方便調(diào)控，加工速度快，加工周期比其它方法均要短。
?、芗す饩芗庸儆诜墙佑|加工，沒有機(jī)械力，相對(duì)于電火花加工、等離子弧加工，其熱影響區(qū)和變形很小，因而能加工十分微小的零部件?！ ?/p>
綜上所述，激光精密加工技術(shù)比傳統(tǒng)加工方法有許多優(yōu)越性，其應(yīng)用前景十分廣闊。
3 激光精密加工的應(yīng)用及國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況
3．1 國(guó)外現(xiàn)狀
3．1．1 激光精密打孔
隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的打孔方法在許多場(chǎng)合已不能滿足需求。例如在堅(jiān)硬的碳化鎢合金上加工直徑為幾十微米的小孔；在硬而脆的紅、藍(lán)寶石上加工幾百微米直徑的深孔等，用常規(guī)的機(jī)械加工方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而激光束的瞬時(shí)功率密度高達(dá)108 W／cm2，可在短時(shí)間內(nèi)將材料加熱到熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，在上述材料上實(shí)現(xiàn)打孔。與電子束、電解、電火花、和機(jī)械打孔相比，激光打孔質(zhì)量好、重復(fù)精度高、通用性強(qiáng)、效率高、成本低及綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。國(guó)外在激光精密打孔已經(jīng)達(dá)到很高的水平。瑞士某公司利用固體激光器給飛機(jī)渦輪葉片進(jìn)行打孔，可以加工直徑從20μm到80μm的微孔，并且其直徑與深度之比可達(dá)1∶80。激光束還可以在脆性材料如陶瓷上加工各種微小的異型孔如盲孔、方孔等，這是普通機(jī)械加工無(wú)法做到的。
3．1．2 激光精密切割
與傳統(tǒng)切割法相比，激光精密切割有很多優(yōu)點(diǎn)。例如，它能開出狹窄的切口、幾乎沒有切割殘?jiān)?、熱影響區(qū)小、切割噪聲小，并可以節(jié)省材料15％～30％。由于激光對(duì)被切割材料幾乎不產(chǎn)生機(jī)械沖力和壓力，故適宜于切割玻璃、陶瓷和半導(dǎo)體等既硬又脆的材料，加上激光光斑小、切縫窄，所以特別適宜于對(duì)細(xì)小部件作各種精密切割。瑞士某公司利用固體激光器進(jìn)行精密切割，其尺寸精度已經(jīng)達(dá)到很高的水平。
激光精密切割的一個(gè)典型應(yīng)用就是切割印刷電路板PCB（Printed circuits Boards）中表面安裝用模板（SMT stencil）。傳統(tǒng)的SMT模板加工方法是化學(xué)刻蝕法，其致命的缺點(diǎn)就是加工的極限尺寸不得小于板厚，并且化學(xué)刻蝕法工序繁雜、加工周期長(zhǎng)、腐蝕介質(zhì)污染環(huán)境。采用激光加工，不僅可以克服這些缺點(diǎn)，而且能夠?qū)Τ善纺０暹M(jìn)行再加工，特別是加工精度及縫隙密度明顯優(yōu)于前者，制作費(fèi)也由早期的遠(yuǎn)高于化學(xué)刻蝕到現(xiàn)在的略低于前者。但由于用于激光加工的整套設(shè)備技術(shù)含量高，售價(jià)亦很高，目前僅美國(guó)、日本、德國(guó)等少數(shù)國(guó)家的幾家公司能夠生產(chǎn)整機(jī)。
3．1．3 激光精密焊接
激光焊接熱影響區(qū)很窄，焊縫小，尤其可焊高熔點(diǎn)的材料和異種金屬，并且不需要添加材料。國(guó)外利用固體YAG激光器進(jìn)行縫焊和點(diǎn)焊，已有很高的水平。另外，用激光焊接印刷電路的引出線，不需要使用焊劑，并可減少熱沖擊，對(duì)電路管芯無(wú)影響，從而保證了集成電路管芯的質(zhì)量。
3．2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
經(jīng)過(guò)二十多年的努力，在激光精密加工工藝與成套設(shè)備方面，我國(guó)雖然已在陶瓷激光劃片與微小型金屬零件的激光點(diǎn)焊、縫焊與氣密性焊接以及打標(biāo)等領(lǐng)域得到應(yīng)用，但在激光精密加工技術(shù)中技術(shù)含量很高、應(yīng)用市場(chǎng)廣闊的微電子線路模板精密切割與刻蝕工藝、陶瓷片與印刷電路板上各種規(guī)格尺寸的通孔、盲孔與異型孔、槽的激光精密加工等方面，尚處于研究與開發(fā)階段，未見有相應(yīng)的工業(yè)化樣機(jī)問(wèn)世。國(guó)內(nèi)的廣大用戶一般采用進(jìn)口模板或到香港等地委托加工，其價(jià)格高、周期長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品開發(fā)周期；近年來(lái)，國(guó)外少數(shù)大公司看到我國(guó)在激光精密加工業(yè)中巨大的潛在市場(chǎng)，已開始在我國(guó)設(shè)立分公司。但高昂的加工費(fèi)用增加了產(chǎn)品成本，仍使許多企業(yè)望而卻步。
4 激光精密加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及前景
優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定、可*、廉價(jià)的激光器是精密加工推廣應(yīng)用的前提，激光精密加工的發(fā)展趨勢(shì)之一就是加工系統(tǒng)小型化。近年來(lái)，二極管泵浦激光器發(fā)展十分迅速，它具有轉(zhuǎn)換效率高、工作穩(wěn)定性好、光束質(zhì)量好、體積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，很有可能成為下一代激光精密加工的主要激光器。加工系統(tǒng)集成化是激光精密加工發(fā)展的又一重要趨勢(shì)。將各種材料的激光精密加工工藝系統(tǒng)化、完善化；開發(fā)用戶界面友好、適合激光精密加工的專用控制軟件，并且輔之以相應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)；將控制、工藝和激光器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)光、機(jī)、電、材料加工一體化，是激光精密加工發(fā)展的必然趨勢(shì)。
國(guó)內(nèi)在激光加工的工藝與設(shè)備方面雖然與國(guó)外存在較大的差距，但是如果我們?cè)谠谢A(chǔ)上不斷提高激光器的光束質(zhì)量和加工精度，結(jié)合材料的加工工藝研究，盡可能地占領(lǐng)激光精密加工市場(chǎng)，并逐步向激光微細(xì)加工領(lǐng)域中滲透，就可以推動(dòng)激光加工技術(shù)的迅速發(fā)展，并最終會(huì)使激光精密加工形成較大的規(guī)模產(chǎn)業(yè)。
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