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精密激光(guāng)加工設備的應用

來源:發布時間:2024-09-27 16:21:46點擊率:

(1)激光精密打孔
隨著技術的進步,傳統的打孔方法在許多場合已不能滿足需求。例如在堅硬的碳化鎢合金上加工直徑為(wéi)幾十微米的小孔;在硬而(ér)脆的紅、藍(lán)寶石上加工幾百微(wēi)米(mǐ)直徑的深孔等,用常規的機械加工(gōng)方法無法實現。而激光束的瞬時功率密度高達108 W/cm2,可在短時間內將材料加熱到熔點或沸點,在上述材料上實現打孔。與電子束、電解、電(diàn)火(huǒ)花、和機械打(dǎ)孔相比,激光打孔質量好、重複精度高、通用性強、效率高、成本低及綜合技術經濟效益顯著。國外在激光精密打孔已經達到很高的水平。瑞士某公(gōng)司利用固體激光器給飛機渦(wō)輪葉片進行打孔,可以加工直徑從20μm到80μm的微孔,並且其直徑與深度之比可達 1∶80。激光束還可(kě)以在脆性材料如陶瓷上加(jiā)工各種微小的異型孔如盲(máng)孔、方孔等,這是普通機械加(jiā)工無法做到(dào)的。
(2)激光精密(mì)切割
與傳統(tǒng)切割法相比,激光精密切割有很多(duō)優點。例如,它能開出狹窄的切(qiē)口、幾乎沒有切割殘渣、熱影響區小、切割噪聲(shēng)小,並可以節省材料(liào) 15%~30%。由於激光對被切割材料幾乎不產生機械(xiè)衝力和壓力,故適宜於(yú)切割(gē)玻璃(lí)、陶瓷(cí)和半導體等(děng)既硬又(yòu)脆的材料,加上激(jī)光光斑小、切縫窄,所以(yǐ)特別適宜於對細小部件作各種精密切割。瑞士某公司利(lì)用固體激光器進行精密切割,其尺(chǐ)寸精度已經達到很(hěn)高的(de)水平。
激光(guāng)精密切割的一個典型應用就是切割印刷電路板PCB(Printed circuits Boards)中表麵(miàn)安裝用(yòng)模板(SMT stencil)。傳統的SMT模板加工方法是化學刻(kè)蝕法,其致命的缺點就是加工的極限尺(chǐ)寸不得小於板厚,並且化學刻蝕法工序繁雜、加工(gōng)周期長、腐(fǔ)蝕介質汙染環境。采用激光加工,不僅可以克服這些(xiē)缺(quē)點(diǎn),而且能夠對成品模板進行再加工,特別是加(jiā)工精度及縫隙密度明顯優於前者(zhě),製作費也由早期的遠高於化學刻蝕到現在的略低於前(qián)者。但由於用於激光加工的整套設備技術含量高,售價亦很高,目前僅美國、日(rì)本、德國等少數國家的幾家公司能夠生產整機。
(3)激光精密焊接
激光(guāng)焊接熱影響區很(hěn)窄,焊縫小,尤其可焊高熔點的材料和異種金屬(shǔ),並且不需要添加材料。國外利用固體YAG激光器進行縫焊和點焊,已有很高的水平。另外,用(yòng)激光焊接印(yìn)刷電路的引出線(xiàn),不需要使(shǐ)用焊劑,並可減少熱衝擊,對電路管芯無影響,從而保(bǎo)證了(le)集成電路管芯的(de)質量。 經過(guò)二十(shí)多年的(de)努力(lì),在激光精密加工工藝與(yǔ)成套設備方麵,我國雖然已在陶瓷激光劃片與微小型金屬零件的激光點焊、縫焊與氣密性焊接(jiē)以及打標等領域(yù)得到應用,但在激光精密加工技術中(zhōng)技術含量很高(gāo)、應(yīng)用市場廣闊的微電子線路模板精密切割與刻蝕(shí)工藝、陶瓷片與印刷電路(lù)板上各種規格尺寸的通孔(kǒng)、盲孔與異型孔(kǒng)、槽的激光精密加工(gōng)等方麵,尚處於研究與開發階段,未見有相應的工業化樣機問世。國內的廣(guǎng)大用戶一般采(cǎi)用進口模板或到香港等地委托加工,其價格高、周期長,嚴重影響了產品開發(fā)周期;近年來,國外少數大公司看到我國在激光精密加工業中巨大的潛在市場,已開始在我國設立分公司。但高昂的加工費用增加了產品成(chéng)本,仍使許多(duō)企業望而卻步。
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