Starea și perspectiva tehnologiei de prelucrare cu precizie laser

Raza laser poate fi focalizată la o dimensiune foarte mică, ceea ce îl face deosebit de potrivit pentru prelucrare de precizie. Împărțim tehnologia actuală de prelucrare cu laser în trei niveluri, în funcție de dimensiunea materialului prelucrat și de cerințele de precizie ale prelucrarii:

• ① Tehnologia de prelucrare cu laser pentru materiale la scară mare, cu plăci groase (de la câțiva milimetri până la zeci de milimetri) ca obiect principal, iar precizia sa de prelucrare este în general la nivel milimetric sau submilimetru;
• ② Tehnologia de prelucrare cu laser de precizie, cu plăci subțiri (0.1 până la 1.0 mm) ca obiect principal de prelucrare, iar precizia sa de prelucrare este în general de ordinul a zece microni;
• ③ Tehnologia de microfabricare cu laser, pentru diferite filme cu o grosime mai mică de 100 μm ca obiect principal de prelucrare, precizia sa de prelucrare este în general sub 10 microni sau chiar sub-micron.

Trebuie remarcat faptul că în industria mașinilor, precizia înseamnă de obicei o rugozitate mică a suprafeței și o gamă redusă de toleranțe (inclusiv poziție, formă, dimensiune etc.). Cu toate acestea, termenul de „precizie” din acest articol se referă la decalajul mic din zona de prelucrat, ceea ce înseamnă că dimensiunea limită care poate fi prelucrată este mică. În cele trei tipuri de prelucrare cu laser de mai sus, tehnologia de prelucrare cu laser a pieselor mari a devenit din ce în ce mai matură, iar gradul de industrializare a fost foarte ridicat. Au fost revizuite multe literaturi; Tehnologiile de microprelucrare cu laser, cum ar fi tăierea cu laser, gravarea cu laser de precizie, tehnologia de scriere directă cu laser a fost, de asemenea, utilizată pe scară largă în industrie și există multe rapoarte conexe. Acest articol se va concentra pe tehnologia de prelucrare cu laser de precizie. Din motive de comoditate, obiectivele de prelucrare pentru prelucrare de precizie menționate mai jos sunt limitate la plăci subțiri (0.1-1.0 mm).

1 .Comparație între prelucrarea de precizie cu laser și metodele tradiționale de prelucrare

Odată cu progresul tehnologiei, tipurile de tehnologie de prelucrare de precizie devin din ce în ce mai abundente.

Prelucrarea de precizie cu laser are următoarele caracteristici semnificative:

• ① Domeniul de aplicare al prelucrarii de precizie cu laser este larg, incluzând aproape toate materialele metalice și nemetalice. În timp ce prelucrarea electrolitică poate prelucra numai materiale conductoare, prelucrarea fotochimică este potrivită numai pentru materiale ușor corozive, iar prelucrarea cu plasmă este dificil de prelucrat anumite materiale cu punct de topire ridicat.
• ② Există puțini factori care influențează calitatea prelucrarii de precizie cu laser, iar precizia de prelucrare este mare și, în general, este mai bună decât alte metode tradiționale de prelucrare în general.
• ③ Din perspectiva ciclului de prelucrare, electrodul de sculă EDM necesită precizie ridicată, pierderi mari și un ciclu de prelucrare lung; proiectarea matriței catodice pentru cavitatea de prelucrare și profilul de prelucrare electrolitică este mare, iar ciclul de fabricație este, de asemenea, lung; Procedurile sunt complicate; prelucrarea cu precizie cu laser este simplă, lățimea fantei este ușor de reglat și controlat, viteza de prelucrare este rapidă, iar ciclul de prelucrare este mai scurt decât alte metode.
• ④Prelucrarea de precizie cu laser aparține prelucrării fără contact, fără forță mecanică. În comparație cu EDM și prelucrarea cu arc cu plasmă, zona sa afectată de căldură și deformarea sunt foarte mici, astfel încât poate procesa piese foarte mici.

Pe scurt, tehnologia de prelucrare cu laser de precizie are multe avantaje față de metodele tradiționale de prelucrare, iar perspectiva sa de aplicare este foarte largă.

2. Introducere în echipamentele de prelucrare de precizie cu laser utilizate în mod obișnuit

Laserele utilizate în mod obișnuit pentru prelucrarea de precizie includ: lasere CO2, lasere YAG, lasere cu vapori de cupru, lasere excimeri și lasere CO etc. Pentru caracteristicile laserului lor, consultați literatura pentru detalii. 

Printre acestea, laserele CO2 de mare putere și laserele YAG de mare putere sunt utilizate pe scară largă în tehnologia de prelucrare cu laser la scară largă; laserele cu vapori de cupru și laserele cu excimeri sunt utilizate mai pe scară largă în tehnologia de micro-prelucrare cu laser; Laserele YAG de putere medie și mică sunt utilizate în general pentru prelucrarea de precizie.

3. Aplicarea de prelucrare de precizie cu laser și dezvoltarea Chinei și internaționale

3.1 Statutul internațional

3.1.1 Găurire de precizie cu laser

Odată cu progresul tehnologiei, metoda tradițională de perforare nu a fost în măsură să răspundă nevoilor în multe ocazii. De exemplu, găuri mici cu un diametru de câteva zeci de micrometri sunt prelucrate pe aliaje dure de carbură de tungsten; găurile adânci cu un diametru de câteva sute de micrometri sunt prelucrate pe roșu dur și fragil și safir etc., ceea ce nu poate fi realizat prin metode convenționale de prelucrare. Densitatea de putere instantanee a fasciculului laser este de până la 108 W / cm2, ceea ce poate încălzi materialul până la punctul de topire sau punctul de fierbere într-un timp scurt pentru a realiza perforarea materialelor de mai sus. În comparație cu fasciculul de electroni, electroliza, scânteia electrică și găurirea mecanică, găurirea cu laser are o calitate bună, precizie ridicată de repetare, versatilitate puternică, eficiență ridicată, cost redus și beneficii tehnice și economice cuprinzătoare semnificative. Găurirea cu laser de precizie internațională a atins un nivel foarte înalt. O companie elvețiană folosește lasere cu stare solidă pentru a perfora palele turbinelor aeronavelor, care pot prelucra microgăuri cu un diametru de la 20 μm la 80 μm, iar raportul dintre diametru și adâncime poate ajunge la 1:80 (a se vedea Figura 1 (a)). . Raza laser poate prelucra, de asemenea, diverse găuri cu forme speciale, cum ar fi găurile oarbe (vezi Figura 1 (b)) și găurile pătrate pe materiale fragile, cum ar fi ceramica, care nu pot fi realizate prin prelucrare obișnuită.

3.1.2 Tăiere de precizie cu laser

În comparație cu metoda tradițională de tăiere, precizie taietura cu laser are multe avantaje. De exemplu, poate face incizii înguste, aproape fără reziduuri de tăiere, zonă mică afectată de căldură, zgomot redus de tăiere și poate economisi 15% până la 30% din material. Deoarece laserul produce cu greu un impuls mecanic și presiune asupra materialului tăiat, este potrivit pentru tăierea materialelor dure și fragile, cum ar fi sticla, ceramica și semiconductori. În plus, punctul laser este mic, iar fanta este îngustă, deci este deosebit de importantă. potrivit pentru piese mici. Un fel de tăiere de precizie. O companie elvețiană folosește lasere cu stare solidă pentru tăierea de precizie, iar acuratețea sa dimensională a atins un nivel foarte înalt.

O aplicație tipică a tăierii de precizie cu laser este tăierea șabloanelor SMT în plăcile de circuite imprimate (vezi Figura 2). Metoda tradițională de prelucrare a șablonului SMT este o metodă de gravare chimică. Dezavantajul său fatal este că dimensiunea limită a prelucrarii nu trebuie să fie mai mică decât grosimea plăcii, iar metoda de gravare chimică are un proces complicat, un ciclu lung de prelucrare, iar mediul corosiv poluează mediul. 

Utilizarea prelucrării cu laser poate nu numai să depășească aceste deficiențe, ci și să reproceseze șablonul finit. În special, precizia de prelucrare și densitatea golului sunt semnificativ mai bune decât cele dintâi (vezi Figura 3). Este puțin mai jos decât primul. Cu toate acestea, datorită conținutului tehnologic ridicat al întregului set de echipamente utilizate pentru prelucrarea cu laser și prețului ridicat, doar câteva companii din câteva țări precum Statele Unite, Japonia și Germania pot produce întreaga mașină.

3.1.3 Sudarea de precizie cu laser

Sudarea cu laser are o zonă foarte îngustă afectată de căldură și o sudură mică. În special, poate suda materiale cu punct de topire ridicat și metale diferite fără a fi nevoie de materiale suplimentare. Utilizarea internațională a laserelor solide YAG pentru sudarea cusăturilor și sudarea în puncte a atins un nivel ridicat. În plus, firele de plumb ale circuitului imprimat sunt sudate cu laser, care nu necesită utilizarea unui flux și pot reduce șocul termic fără a afecta matrița circuitului, asigurând astfel calitatea matriței circuitului integrat (vezi Figura 4). .

3.2 Situația actuală din China

După mai mult de 20 de ani de eforturi, în ceea ce privește tehnologia de prelucrare de precizie cu laser și echipament complet, deși China a fost folosită în marcarea cu laser ceramică și sudarea prin puncte cu laser a pieselor metalice micro-mici, sudarea cu cusături și sudarea etanșă la aer și marcarea, etc. 

Cu toate acestea, în tehnologia de prelucrare cu precizie cu laser, șablonul de circuit microelectronic proces de tăiere și gravare de precizie cu conținut tehnic ridicat și piață largă de aplicații, găuri de trecere, găuri oarbe și găuri de formă specială, fante de diferite specificații și dimensiuni pe foi ceramice și imprimate plăci de circuite Prelucrarea de precizie cu laser și alte aspecte sunt încă în stadiul de cercetare și dezvoltare și nu a apărut niciun prototip industrial corespunzător. 

Majoritatea utilizatorilor din China folosesc, în general, șabloane importate sau prelucrare prin comision în Hong Kong și în alte locuri. Prețul ridicat și ciclul lung au afectat grav ciclul de dezvoltare a produsului. În ultimii ani, câteva mari companii internaționale au văzut uriașa piață potențială a Chinei în industria de prelucrare de precizie cu laser. , A început să înființeze filiale în China. Cu toate acestea, costurile ridicate de prelucrare cresc costurile produselor și încă fac multe întreprinderi să le descurajeze.

4. Tendința de dezvoltare și perspectiva tehnologiei de prelucrare de precizie cu laser

Laserele de înaltă calitate, eficiente, stabile, fiabile și ieftine sunt premisele pentru promovarea și aplicarea prelucrării de precizie. Una dintre tendințele de dezvoltare a prelucrarii de precizie cu laser este miniaturizarea sistemelor de prelucrare. În ultimii ani, laserele pompate cu diode s-au dezvoltat rapid. Are o serie de avantaje, cum ar fi eficiența ridicată a conversiei, stabilitatea bună a muncii, calitatea bună a fasciculului și dimensiunea mică. Este probabil să devină principalul laser pentru următoarea generație de prelucrare de precizie cu laser.

Integrarea sistemelor de prelucrare este o altă tendință importantă în dezvoltarea prelucrării de precizie cu laser. Sistematizarea și îmbunătățirea tehnologiei de prelucrare cu laser de precizie pentru diverse materiale; dezvoltarea software-ului de control dedicat, ușor de utilizat, potrivit pentru prelucrarea cu laser de precizie și completarea acestuia cu baza de date a proceselor corespunzătoare; combină controlul, procesul și laserul pentru a obține optic, Integrarea mașinii, a electricității și a prelucrării materialelor este o tendință inevitabilă în dezvoltarea prelucrării de precizie cu laser.

Deși China are un decalaj mare față de internațional în ceea ce privește tehnologia și echipamentele de prelucrare cu laser, dacă vom continua să îmbunătățim calitatea fasciculului laser și precizia de prelucrare pe baza originalului, combinată cu cercetarea tehnologiei de prelucrare a materialelor, vom ocupa precizia laserului. piata de prelucrare pe cat posibil. Și pătrunde treptat în domeniul micro-prelucrării cu laser, poate promova dezvoltarea rapidă a taietura cu laser tehnologie și, în cele din urmă, transformă prelucrarea de precizie cu laser într-o industrie la scară largă.

Link către acest articol ： Starea și perspectiva tehnologiei de prelucrare cu precizie laser

Declarație de reimprimare: dacă nu există instrucțiuni speciale, toate articolele de pe acest site sunt originale. Vă rugăm să indicați sursa reimprimării: https: //www.cncmachiningptj.com/，mulțumiri！

PTJ® oferă o gamă completă de precizie personalizată cnc prelucrare china servicii ISO 9001: 2015 și certificat AS-9100. Precizie rapidă pe 3, 4 și 5 axe Prelucrare CNC servicii incluzând frezarea, întoarcerea la specificațiile clienților, Capabil de piese prelucrate metalic și plastic cu toleranță de +/- 0.005 mm. Serviciile secundare includ șlefuire CNC și convențională, găurire,turnarea sub presiune,tablă și ștanțare.Furnizarea de prototipuri, rulări complete de producție, asistență tehnică și inspecție completă auto, industria aerospațială, matriță și corp de iluminat, iluminat cu led,medical, bicicletă și consumator electronică industrii. Livrare la timp. Spuneți-ne puțin despre bugetul proiectului dvs. și despre timpul de livrare preconizat. Vom realiza strategii cu dvs. pentru a vă oferi cele mai eficiente servicii din punct de vedere al costurilor pentru a vă ajuta să vă atingeți obiectivul, Bine ați venit la Contactați-ne ( sales@pintejin.com ) direct pentru noul dvs. proiect.