Η κατάσταση και η προοπτική της τεχνολογίας μηχανικής ακρίβειας λέιζερ

Η δέσμη λέιζερ μπορεί να εστιαστεί σε πολύ μικρό μέγεθος, καθιστώντας το ιδιαίτερα κατάλληλο για μηχανική ακρίβεια. Χωρίζουμε την τρέχουσα τεχνολογία κατεργασίας λέιζερ σε τρία επίπεδα ανάλογα με το μέγεθος του επεξεργασμένου υλικού και τις απαιτήσεις ακρίβειας της μηχανικής:

• Technology Τεχνολογία μηχανικής κατεργασίας με λέιζερ για υλικά μεγάλης κλίμακας, με πυκνές πλάκες (αρκετά χιλιοστά έως δεκάδες χιλιοστά) ως κύριο αντικείμενο και η ακρίβεια κατεργασίας είναι γενικά σε επίπεδο χιλιοστόμετρου ή υπο-χιλιοστόμετρου.
• Technology Τεχνολογία επεξεργασίας λέιζερ ακριβείας, με λεπτές πλάκες (0.1 έως 1.0 mm) ως το κύριο αντικείμενο κατεργασίας, και η ακρίβεια κατεργασίας του είναι γενικά της τάξης των δέκα μικρών.
• Technology Τεχνολογία μικροκατασκευής λέιζερ, για διάφορα φιλμ με πάχος μικρότερο από 100μm ως το κύριο αντικείμενο κατεργασίας, η ακρίβεια επεξεργασίας του είναι γενικά κάτω από 10 μικρά ή ακόμη και επίπεδο υπο-μικρού.

Πρέπει να σημειωθεί ότι στη βιομηχανία μηχανημάτων, η ακρίβεια σημαίνει συνήθως μικρή τραχύτητα επιφάνειας και ένα μικρό εύρος ανοχών (συμπεριλαμβανομένης της θέσης, του σχήματος, του μεγέθους κ.λπ.). Ωστόσο, ο όρος "ακρίβεια" σε αυτό το άρθρο αναφέρεται στο μικρό κενό στην περιοχή που υποβάλλεται σε επεξεργασία, πράγμα που σημαίνει ότι το οριακό μέγεθος που μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία είναι μικρό. Στους παραπάνω τρεις τύπους κατεργασίας με λέιζερ, η τεχνολογία μηχανικής κατεργασίας με λέιζερ μεγάλων μερών έχει γίνει ολοένα και πιο ώριμη και ο βαθμός εκβιομηχάνισης ήταν πολύ υψηλός. Πολλές λογοτεχνίες έχουν αναθεωρηθεί. τεχνολογίες μικροεπεξεργασίας με λέιζερ όπως κοπή λέιζερ, χάραξη ακριβείας με λέιζερ, τεχνολογία άμεσης γραφής με λέιζερ έχει επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως στη βιομηχανία και υπάρχουν πολλές σχετικές αναφορές. Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στην τεχνολογία κατεργασίας ακριβείας με λέιζερ. Για λόγους ευκολίας, οι στόχοι μηχανικής κατεργασίας ακριβείας που αναφέρονται παρακάτω περιορίζονται σε λεπτές πλάκες (0.1-1.0 mm).

1. Σύγκριση μεταξύ κατεργασίας ακριβείας με λέιζερ και παραδοσιακών μεθόδων κατεργασίας

Με την πρόοδο της τεχνολογίας, οι τύποι τεχνολογίας μηχανικής ακριβείας γίνονται όλο και πιο πλούσιοι.

Η κατεργασία ακριβείας με λέιζερ έχει τα ακόλουθα σημαντικά χαρακτηριστικά:

• ①Το πεδίο εφαρμογής της μηχανικής ακρίβειας λέιζερ είναι ευρύ, συμπεριλαμβανομένων σχεδόν όλων των μεταλλικών και μη μεταλλικών υλικών. Ενώ η ηλεκτρολυτική κατεργασία μπορεί να επεξεργάζεται μόνο αγώγιμα υλικά, η φωτοχημική κατεργασία είναι κατάλληλη μόνο για εύκολα διαβρωτικά υλικά και η κατεργασία πλάσματος είναι δύσκολη για την επεξεργασία ορισμένων υλικών υψηλού σημείου τήξεως.
• ② Υπάρχουν ελάχιστοι παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα της μηχανικής κατεργασίας ακριβείας με λέιζερ και η ακρίβεια της μηχανικής επεξεργασίας είναι υψηλή και είναι γενικά καλύτερη από άλλες παραδοσιακές μεθόδους μηχανικής επεξεργασίας γενικά.
• ③ Από την προοπτική του κύκλου μηχανικής κατεργασίας, το ηλεκτρόδιο εργαλείου του EDM απαιτεί υψηλή ακρίβεια, μεγάλη απώλεια και μακρύ κύκλο κατεργασίας. ο σχεδιασμός της μήτρας καθόδου για την κοιλότητα κατεργασίας και το προφίλ της ηλεκτρολυτικής μηχανικής κατεργασίας είναι μεγάλος και ο κύκλος κατασκευής είναι επίσης μακρύς. Οι διαδικασίες είναι περίπλοκες. η κατεργασία ακριβείας με λέιζερ είναι απλή, το πλάτος της σχισμής είναι εύκολο να ρυθμιστεί και να ελεγχθεί, η ταχύτητα κατεργασίας είναι γρήγορη και ο κύκλος κατεργασίας είναι μικρότερος από άλλες μεθόδους.
• ④ Η κατεργασία ακριβείας με λέιζερ ανήκει σε κατεργασία χωρίς επαφή, χωρίς μηχανική δύναμη. Σε σύγκριση με το EDM και την κατεργασία τόξου πλάσματος, η ζώνη και η παραμόρφωση που επηρεάζεται από τη θερμότητα είναι πολύ μικρές, οπότε μπορεί να επεξεργαστεί πολύ μικρά μέρη.

Συνοπτικά, η τεχνολογία κατεργασίας ακριβείας με λέιζερ έχει πολλά πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών μεθόδων κατεργασίας και η προοπτική εφαρμογής της είναι πολύ ευρεία.

2. Εισαγωγή στον εξοπλισμό κατεργασίας ακρίβειας λέιζερ που χρησιμοποιείται συνήθως

Τα λέιζερ που χρησιμοποιούνται συνήθως για κατεργασία ακριβείας περιλαμβάνουν: λέιζερ CO2, λέιζερ YAG, λέιζερ ατμού χαλκού, λέιζερ excimer και λέιζερ CO, κ.λπ. Για τα χαρακτηριστικά λέιζερ τους, ανατρέξτε στη βιβλιογραφία για λεπτομέρειες. 

Μεταξύ αυτών, τα λέιζερ CO2 υψηλής ισχύος και τα λέιζερ YAG υψηλής ισχύος χρησιμοποιούνται ευρέως στην τεχνολογία κατεργασίας λέιζερ μεγάλης κλίμακας. Τα λέιζερ ατμού χαλκού και τα λέιζερ excimer χρησιμοποιούνται ευρύτερα στην τεχνολογία μικροκατεργασίας με λέιζερ. Τα λέιζερ YAG μέσης και χαμηλής ισχύος χρησιμοποιούνται γενικά για κατεργασία ακριβείας.

3. Εφαρμογή μηχανικής ακρίβειας λέιζερ και ανάπτυξη της Κίνας και του διεθνούς

3.1 Διεθνές καθεστώς

3.1.1 Διάτρηση ακριβείας με λέιζερ

Με την πρόοδο της τεχνολογίας, η παραδοσιακή μέθοδος διάτρησης δεν μπόρεσε να καλύψει τις ανάγκες σε πολλές περιπτώσεις. Για παράδειγμα, μικρές οπές με διάμετρο αρκετών δεκάδων μικρομέτρων υφίστανται επεξεργασία σε σκληρά κράματα καρβιδίου βολφραμίου. Οι βαθιές τρύπες με διάμετρο αρκετών εκατοντάδων μικρομέτρων υποβάλλονται σε επεξεργασία σε σκληρό και εύθραυστο κόκκινο και ζαφείρι κ.λπ., κάτι που δεν μπορεί να επιτευχθεί με συμβατικές μεθόδους κατεργασίας. Η στιγμιαία πυκνότητα ισχύος της δέσμης λέιζερ είναι τόσο υψηλή όσο 108 W / cm2, η οποία μπορεί να θερμάνει το υλικό στο σημείο τήξης ή στο σημείο βρασμού σε σύντομο χρονικό διάστημα για να επιτευχθεί διάτρηση στα παραπάνω υλικά. Σε σύγκριση με δέσμη ηλεκτρονίων, ηλεκτρόλυση, ηλεκτρικό σπινθήρα και μηχανική διάτρηση, η διάτρηση λέιζερ έχει καλή ποιότητα, υψηλή ακρίβεια επανάληψης, ισχυρή ευελιξία, υψηλή απόδοση, χαμηλό κόστος και σημαντικά ολοκληρωμένα τεχνικά και οικονομικά οφέλη. Η διεθνής διάτρηση λέιζερ ακριβείας έχει φτάσει σε πολύ υψηλό επίπεδο. Μια ελβετική εταιρεία χρησιμοποιεί λέιζερ στερεάς κατάστασης για να τρυπήσει τρύπες σε πτερύγια στροβίλου αεροσκαφών, τα οποία μπορούν να επεξεργαστούν μικροτρύπες με διάμετρο από 20 μm έως 80 μm και η αναλογία διαμέτρου προς βάθος μπορεί να φτάσει το 1:80 (βλ. Σχήμα 1 (α)) . Η δέσμη λέιζερ μπορεί επίσης να επεξεργαστεί διάφορες οπές ειδικού σχήματος, όπως τυφλές οπές (βλέπε σχήμα 1 (β)) και τετράγωνες οπές σε εύθραυστα υλικά όπως κεραμικά, τα οποία δεν μπορούν να επιτευχθούν με συνηθισμένη κατεργασία.

3.1.2 Κοπή ακριβείας με λέιζερ

Σε σύγκριση με την παραδοσιακή μέθοδο κοπής, ακρίβεια κοπή με λέιζερ έχει πολλά πλεονεκτήματα. Για παράδειγμα, μπορεί να κάνει στενές τομές, σχεδόν χωρίς υπολείμματα κοπής, μικρή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, χαμηλό θόρυβο κοπής και μπορεί να εξοικονομήσει 15% έως 30% του υλικού. Επειδή το λέιζερ παράγει δύσκολα μηχανική ώθηση και πίεση στο υλικό που κόβεται, είναι κατάλληλο για κοπή σκληρών και εύθραυστων υλικών όπως γυαλί, κεραμικά και ημιαγωγοί. Επιπλέον, το σημείο λέιζερ είναι μικρό και η σχισμή είναι στενή, οπότε είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για μικρά μέρη. Είδος κοπής ακριβείας. Μια ελβετική εταιρεία χρησιμοποιεί λέιζερ στερεάς κατάστασης για κοπή ακριβείας και η ακρίβεια διαστάσεων έχει φτάσει σε πολύ υψηλό επίπεδο.

Μια τυπική εφαρμογή της κοπής ακριβείας με λέιζερ είναι η κοπή στένσιλ SMT σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (βλ. Εικόνα 2). Η παραδοσιακή μέθοδος κατεργασίας προτύπων SMT είναι μια μέθοδος χημικής χάραξης. Το μοιραίο μειονέκτημά του είναι ότι το όριο μεγέθους της κατεργασίας δεν πρέπει να είναι μικρότερο από το πάχος της πλάκας και η μέθοδος χημικής χάραξης έχει μια περίπλοκη διαδικασία, έναν μακρύ κύκλο μηχανικής κατεργασίας και το διαβρωτικό μέσο ρυπαίνει το περιβάλλον. 

Η χρήση της κατεργασίας με λέιζερ μπορεί όχι μόνο να ξεπεράσει αυτές τις ελλείψεις, αλλά και να επεξεργαστεί ξανά το έτοιμο πρότυπο. Ειδικότερα, η ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας και η πυκνότητα του διακένου είναι σημαντικά καλύτερες από την πρώτη (βλ. Εικόνα 3). Είναι ελαφρώς χαμηλότερο από το προηγούμενο. Ωστόσο, λόγω του υψηλού τεχνολογικού περιεχομένου του συνόλου του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για την κατεργασία λέιζερ και της υψηλής τιμής, μόνο λίγες εταιρείες σε λίγες χώρες όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ιαπωνία και η Γερμανία μπορούν να παράγουν ολόκληρο το μηχάνημα.

3.1.3 Συγκόλληση ακριβείας με λέιζερ

Η συγκόλληση με λέιζερ έχει μια πολύ στενή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και μια μικρή ραφή συγκόλλησης. Συγκεκριμένα, μπορεί να συγκολλήσει υλικά υψηλού σημείου τήξεως και ανόμοια μέταλλα χωρίς την ανάγκη πρόσθετων υλικών. Η διεθνής χρήση στερεών λέιζερ YAG για συγκόλληση ραφών και συγκόλληση σημείων έχει φτάσει σε υψηλό επίπεδο. Επιπλέον, τα καλώδια μολύβδου του τυπωμένου κυκλώματος συγκολλούνται με λέιζερ, το οποίο δεν απαιτεί τη χρήση ροής και μπορεί να μειώσει το θερμικό σοκ χωρίς να επηρεάσει τη μήτρα κυκλώματος, διασφαλίζοντας έτσι την ποιότητα της μήτρας ολοκληρωμένου κυκλώματος (βλ. Εικόνα 4) .

3.2 Τρέχουσα κατάσταση στην Κίνα

Μετά από περισσότερα από 20 χρόνια προσπαθειών, όσον αφορά την τεχνολογία μηχανικής κατεργασίας ακριβείας με λέιζερ και τον πλήρη εξοπλισμό, αν και η Κίνα έχει χρησιμοποιηθεί σε κεραμικό λέιζερ και σημαδιακή συγκόλληση μικρομικρών μεταλλικών εξαρτημάτων, συγκόλληση ραφής και αεροστεγή συγκόλληση και σήμανση, και τα λοιπά. 

Ωστόσο, στην τεχνολογία κατεργασίας ακριβείας λέιζερ, η διαδικασία κοπής και χάραξης ακριβείας προτύπου μικροηλεκτρονικού κυκλώματος με υψηλό τεχνικό περιεχόμενο και ευρεία αγορά εφαρμογής, διαμπερείς οπές, τυφλές οπές και οπές ειδικού σχήματος, υποδοχές διαφόρων προδιαγραφών και μεγεθών σε κεραμικά φύλλα και τυπωμένα πλακέτες κυκλωμάτων Η μηχανική κατεργασία ακριβείας λέιζερ και άλλες πτυχές βρίσκονται ακόμη στο στάδιο έρευνας και ανάπτυξης και δεν έχει εμφανιστεί αντίστοιχο βιομηχανικό πρωτότυπο. 

Η πλειονότητα των χρηστών στην Κίνα χρησιμοποιεί γενικά εισαγόμενα πρότυπα ή κατεργασία με παραγγελία στο Χονγκ Κονγκ και σε άλλα μέρη. Η υψηλή τιμή και ο μεγάλος κύκλος έχουν επηρεάσει σοβαρά τον κύκλο ανάπτυξης του προϊόντος. Τα τελευταία χρόνια, μερικές μεγάλες διεθνείς εταιρείες έχουν δει την τεράστια δυνητική αγορά της Κίνας στη βιομηχανία μηχανουργικής μηχανικής ακριβείας λέιζερ. , έχει αρχίσει να δημιουργεί υποκαταστήματα στην Κίνα. Ωστόσο, το υψηλό κόστος μηχανικής κατεργασίας αυξάνει το κόστος των προϊόντων και εξακολουθεί να κάνει πολλές επιχειρήσεις να το αποθαρρύνουν.

4. Τάση ανάπτυξης και προοπτική τεχνολογίας μηχανικής ακρίβειας λέιζερ

Τα υψηλής ποιότητας, αποτελεσματικά, σταθερά, αξιόπιστα και φθηνά λέιζερ είναι τα προαπαιτούμενα για την προώθηση και την εφαρμογή μηχανικής κατεργασίας ακριβείας. Μία από τις τάσεις ανάπτυξης της κατεργασίας ακριβείας με λέιζερ είναι η σμίκρυνση των συστημάτων κατεργασίας. Τα τελευταία χρόνια, τα λέιζερ με αντλία διόδου έχουν αναπτυχθεί γρήγορα. Έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα όπως υψηλή απόδοση μετατροπής, καλή σταθερότητα εργασίας, καλή ποιότητα δέσμης και μικρό μέγεθος. Είναι πιθανό να γίνει το κύριο λέιζερ για την επόμενη γενιά κατεργασίας ακριβείας λέιζερ.

Η ενσωμάτωση συστημάτων μηχανικής κατεργασίας είναι μια άλλη σημαντική τάση στην ανάπτυξη της μηχανικής κατεργασίας ακριβείας λέιζερ. Συστηματοποίηση και βελτίωση της τεχνολογίας κατεργασίας ακριβείας λέιζερ για διάφορα υλικά. να αναπτύξει φιλικό προς το χρήστη, αποκλειστικό λογισμικό ελέγχου κατάλληλο για κατεργασία με λέιζερ ακριβείας και να το συμπληρώσει με την αντίστοιχη βάση δεδομένων διεργασιών. Συνδυάστε τον έλεγχο, τη διαδικασία και το λέιζερ για να επιτύχετε οπτική, Η ενοποίηση της μηχανικής κατεργασίας μηχανών, ηλεκτρικής ενέργειας και υλικών είναι μια αναπόφευκτη τάση στην ανάπτυξη της μηχανικής κατεργασίας ακριβείας λέιζερ.

Παρόλο που η Κίνα έχει ένα μεγάλο χάσμα με τη διεθνή ως προς την τεχνολογία και τον εξοπλισμό κατεργασίας με λέιζερ, εάν συνεχίσουμε να βελτιώνουμε την ποιότητα της δέσμης λέιζερ και την ακρίβεια της μηχανικής επεξεργασίας με βάση το πρωτότυπο, σε συνδυασμό με την έρευνα της τεχνολογίας επεξεργασίας υλικών, θα καταλάβουμε την ακρίβεια του λέιζερ αγορά μηχανικής όσο το δυνατόν περισσότερο. Και σταδιακά διεισδύουν στο πεδίο της μικρο-μηχανικής λέιζερ, μπορεί να προωθήσει την ταχεία ανάπτυξη του κοπή με λέιζερ τεχνολογία, και τελικά μετατρέπουν την κατεργασία ακριβείας με λέιζερ σε μια βιομηχανία μεγάλης κλίμακας.

Σύνδεσμος σε αυτό το άρθρο: Η κατάσταση και η προοπτική της τεχνολογίας μηχανικής ακρίβειας λέιζερ

Δήλωση επανεκτύπωσης: Εάν δεν υπάρχουν ειδικές οδηγίες, όλα τα άρθρα σε αυτόν τον ιστότοπο είναι πρωτότυπα. Παρακαλώ αναφέρετε την πηγή για την επανέκδοση: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks!

Το PTJ® παρέχει μια πλήρη γκάμα Custom Precision cnc κατεργασία Κίνα υπηρεσίες. Πιστοποίηση ISO 9001: 2015 & AS-9100. Ταχεία ακρίβεια 3, 4 και 5 αξόνων CNC μηχανική κατεργασία υπηρεσίες συμπεριλαμβανομένης της άλεσης, στροφή στις προδιαγραφές πελατών, Ικανότητα μεταλλικών και πλαστικών εξαρτημάτων με ανοχή +/- 0.005 mm. Οι δευτερεύουσες υπηρεσίες περιλαμβάνουν CNC και συμβατική λείανση, διάτρηση,χύτευση,φύλλο μετάλλου και σφράγιση. Παροχή πρωτοτύπων, πλήρεις διαδρομές παραγωγής, τεχνική υποστήριξη και πλήρης επιθεώρηση. Εξυπηρετεί το αυτοκινήτων, αεροδιαστημικής, μούχλα & φωτιστικά, φωτισμός LED,ιατρικών, ποδήλατο και καταναλωτής ηλεκτρονική βιομηχανίες. Έγκαιρη παράδοση. Πείτε μας λίγα πράγματα για τον προϋπολογισμό του έργου σας και τον αναμενόμενο χρόνο παράδοσης. Θα συνεργαστούμε μαζί σας για να παρέχουμε τις πιο αποδοτικές υπηρεσίες για να σας βοηθήσουμε να επιτύχετε τον στόχο σας, Καλώς ήλθατε να επικοινωνήσετε μαζί μας ( sales@pintejin.com ) απευθείας για το νέο σας έργο.