Stav a perspektíva technológie presného laserového obrábania

Laserový lúč je možné zamerať na veľmi malú veľkosť, čo je obzvlášť vhodné pre presné obrábanie. Súčasnú technológiu laserového obrábania delíme na tri úrovne podľa veľkosti spracovávaného materiálu a požiadaviek na presnosť obrábania:

• ① Technológia laserového obrábania veľkých materiálov, ktorej hlavným predmetom sú hrubé plechy (niekoľko milimetrov až desiatok milimetrov) a ktorých presnosť obrábania je zvyčajne na úrovni milimetrov alebo pod milimetrov;
• ② Technológia presného laserového obrábania s tenkými doskami (0.1 až 1.0 mm) ako hlavným predmetom obrábania a presnosť jeho obrábania je zvyčajne rádovo desať mikrónov;
• ③ Laserová technológia mikrofabrikácie, pre rôzne filmy s hrúbkou menej ako 100 μm ako hlavným predmetom obrábania, je jeho presnosť obrábania všeobecne pod 10 mikrónov alebo dokonca pod mikrónovou úrovňou.

Je potrebné poznamenať, že v strojárskom priemysle presnosť zvyčajne znamená malú drsnosť povrchu a malý rozsah tolerancií (vrátane polohy, tvaru, veľkosti atď.). Pojem „presnosť“ v tomto článku však označuje malú medzeru v spracovávanej oblasti, čo znamená, že limitná veľkosť, ktorú je možné spracovať, je malá. Pri vyššie uvedených troch druhoch laserového obrábania sa technológia laserového obrábania veľkých častí stáva čoraz vyspelejšou a stupeň industrializácie je veľmi vysoký. Bolo preskúmaných veľa literatúr; technológie laserového mikro obrábania, ako sú laserové orezávanie, laserové presné leptanie, laserová technológia priameho písania, sa tiež široko používa v priemysle a existuje veľa súvisiacich správ. Tento článok sa zameria na technológiu laserového presného obrábania. Kvôli pohodliu sú ciele obrábania pre presné obrábanie uvedené nižšie obmedzené na tenké plechy (0.1 - 1.0 mm).

1. Porovnanie medzi laserovým presným obrábaním a tradičnými metódami obrábania

S pokrokom v technológii sú typy technológií presného obrábania čoraz hojnejšie.

Laserové presné obrábanie má tieto významné vlastnosti:

• ① Rozsah laserového presného obrábania je široký, vrátane takmer všetkých kovových a nekovových materiálov. Zatiaľ čo elektrolytické obrábanie dokáže spracovať iba vodivé materiály, fotochemické obrábanie je vhodné len pre ľahko korozívne materiály a plazmové obrábanie je ťažké pri spracovaní určitých materiálov s vysokou teplotou topenia.
• ② Existuje niekoľko ovplyvňujúcich faktorov kvality laserového presného obrábania a presnosť obrábania je vysoká a je všeobecne lepšia ako iné tradičné spôsoby obrábania všeobecne.
• ③ Z hľadiska obrábacieho cyklu vyžaduje nástrojová elektróda EDM vysokú presnosť, veľké straty a dlhý obrábací cyklus; konštrukcia katódovej formy pre dutinu a profil elektrolytického obrábania je veľká a výrobný cyklus je tiež dlhý; Postupy sú komplikované; laserové presné obrábanie je jednoduché, šírka štrbiny sa ľahko nastavuje a ovláda, rýchlosť obrábania je rýchla a cyklus obrábania je kratší ako iné spôsoby.
• ④Laserové presné obrábanie patrí k bezkontaktnému obrábaniu bez mechanickej sily. V porovnaní s EDM a plazmovým oblúkovým obrábaním je jeho tepelne ovplyvnená zóna a deformácia veľmi malá, takže dokáže spracovať veľmi malé časti.

Stručne povedané, technológia presného obrábania laserom má oproti tradičným metódam obrábania veľa výhod a perspektíva jej použitia je veľmi široká.

2. Úvod do bežne používaných zariadení na presné obrábanie laserom

Lasery bežne používané na presné obrábanie zahŕňajú: CO2 lasery, YAG lasery, medené lasery, excimerové lasery a CO lasery atď. Podrobnosti o ich laserových charakteristikách nájdete v literatúre. 

Medzi nimi sú vysokovýkonné CO2 lasery a vysokovýkonné YAG lasery široko používané v technológii laserového obrábania vo veľkom meradle; lasery s parou medi a excimerové lasery sa vo väčšej miere používajú v technológii laserového mikroobrábania; YAG lasery so stredným a nízkym výkonom sa vo všeobecnosti používajú na presné obrábanie.

3. Aplikácia laserového presného obrábania a vývoj v Číne a na medzinárodnej úrovni

3.1 Medzinárodný štatút

3.1.1 Laserové presné vŕtanie

S pokrokom v oblasti technológií tradičná metóda dierovania nedokázala v mnohých prípadoch vyhovieť potrebám. Napríklad malé otvory s priemerom niekoľkých desiatok mikrometrov sa spracovávajú na tvrdých zliatinách karbidu volfrámu; hlboké otvory s priemerom niekoľkých stoviek mikrometrov sa spracúvajú na tvrdej a krehkej červenej a zafíre atď., čo sa nedá dosiahnuť bežnými metódami obrábania. Okamžitá hustota výkonu laserového lúča je až 108 W / cm2, čo dokáže materiál v krátkom čase zahriať na teplotu topenia alebo varu, aby sa dosiahlo perforovanie na vyššie uvedených materiáloch. V porovnaní s elektrónovým lúčom, elektrolýzou, elektrickou iskrou a mechanickým vŕtaním má laserové vŕtanie dobrú kvalitu, vysokú opakovateľnú presnosť, veľkú univerzálnosť, vysokú účinnosť, nízke náklady a významné komplexné technické a ekonomické výhody. Medzinárodné presné laserové vŕtanie dosiahlo veľmi vysokú úroveň. Švajčiarska spoločnosť používa na vyrezávanie otvorov v lopatkách turbín lietadla polovodičové lasery, ktoré dokážu spracovať mikrootvory s priemerom od 20 μm do 80 μm a pomer priemeru k hĺbke môže dosiahnuť 1:80 (pozri obrázok 1 (a)) . Laserový lúč môže tiež spracovávať rôzne špeciálne tvarované otvory, ako napríklad slepé otvory (pozri obrázok 1 (b)) a štvorcové otvory na krehkých materiáloch, ako je napríklad keramika, čo sa nedá dosiahnuť bežným obrábaním.

3.1.2 Presné rezanie laserom

V porovnaní s tradičnou metódou rezania presnosť rezanie laserom má veľa výhod. Môže napríklad robiť úzke rezy, takmer žiadne zvyšky po rezaní, malú zónu ovplyvnenú teplom, nízky hluk pri rezaní a môže ušetriť 15% až 30% materiálu. Pretože laser ťažko vytvára mechanický impulz a tlak na rezaný materiál, je vhodný na rezanie tvrdých a krehkých materiálov, ako je sklo, keramika a polovodiče. Okrem toho je laserový bod malý a štrbina úzka, takže je obzvlášť vhodný vhodné pre malé časti. Druh presného rezania. Švajčiarska spoločnosť používa na presné rezanie polovodičové lasery a jej rozmerová presnosť dosiahla veľmi vysokú úroveň.

Typickou aplikáciou presného rezania laserom je rezanie SMT šablón do dosiek plošných spojov (pozri obrázok 2). Tradičná metóda obrábania šablóny SMT je metóda chemického leptania. Jeho fatálnou nevýhodou je, že limitná veľkosť opracovania nesmie byť menšia ako hrúbka plechu a metóda chemického leptania má komplikovaný proces, dlhý cyklus obrábania a korozívne médium znečisťuje životné prostredie. 

Použitím laserového obrábania je možné nielen prekonať tieto nedostatky, ale aj prepracovať hotovú šablónu. Predovšetkým presnosť obrábania a hustota medzier sú výrazne lepšie ako u prvého (pozri obrázok 3). Je o niečo nižšia ako predchádzajúca. Kvôli vysokému technologickému obsahu celého súboru zariadení používaných na laserové obrábanie a vysokej cene však dokáže celý stroj vyrobiť len niekoľko spoločností v niekoľkých krajinách ako sú USA, Japonsko a Nemecko.

3.1.3 Presné zváranie laserom

Laserové zváranie má veľmi úzku tepelne ovplyvnenú zónu a malý zvarový šev. Môže predovšetkým zvárať materiály s vysokou teplotou topenia a odlišné kovy bez potreby ďalších materiálov. Medzinárodné použitie pevných laserov YAG na zváranie švov a bodové zváranie dosiahlo vysokú úroveň. Olovené drôty plošného spoja sú navyše zvárané laserom, ktorý nevyžaduje použitie tavidla a môže znížiť tepelný šok bez ovplyvnenia matrice obvodu, čím sa zabezpečí kvalita matrice integrovaného obvodu (pozri obrázok 4). .

3.2 Súčasná situácia v Číne

Po viac ako 20 rokoch úsilia, pokiaľ ide o technológiu presného laserového obrábania a kompletné vybavenie, aj keď sa Čína používa na keramické laserové rytie a laserové bodové zváranie mikro-malých kovových častí, švové zváranie a vzduchotesné zváranie a označovanie, atď. 

Avšak v technológii presného laserového obrábania, procesu presného rezania a leptania šablóny mikroelektronických obvodov s vysokým technickým obsahom a širokým aplikačným trhom, priechodnými otvormi, slepými otvormi a otvormi špeciálneho tvaru, štrbinami rôznych špecifikácií a veľkostí na keramických listoch a potlačou dosky plošných spojov Presné laserové obrábanie a ďalšie aspekty sú stále v štádiu výskumu a vývoja a neobjavil sa žiadny zodpovedajúci priemyselný prototyp. 

Väčšina používateľov v Číne vo všeobecnosti používa dovezené šablóny alebo zákazkové obrábanie v Hong Kongu a na iných miestach. Vysoká cena a dlhý cyklus vážne ovplyvnili vývojový cyklus produktu. V posledných rokoch videlo niekoľko veľkých medzinárodných spoločností obrovský potenciálny trh Číny v odvetví presného laserového obrábania. , Začala zakladať pobočky v Číne. Vysoké náklady na obrábanie však zvyšujú náklady na výrobky a mnohé podniky ich stále odrádzajú.

4. Trend vývoja a perspektíva technológie presného obrábania laserom

Kvalitné, výkonné, stabilné, spoľahlivé a lacné lasery sú predpokladom pre presadenie a uplatnenie presného obrábania. Jedným z vývojových trendov laserového presného obrábania je miniaturizácia obrábacích systémov. V posledných rokoch sa lasery čerpané diódami rýchlo rozvíjali. Má rad výhod, ako je vysoká účinnosť konverzie, dobrá stabilita práce, dobrá kvalita lúča a malá veľkosť. Je pravdepodobné, že sa stane hlavným laserom pre ďalšiu generáciu presného laserového obrábania.

Integrácia obrábacích systémov je ďalším dôležitým trendom vo vývoji presného laserového obrábania. Systematizovať a zlepšiť technológiu laserového presného obrábania rôznych materiálov; vyvinúť užívateľsky prívetivý, špecializovaný riadiaci softvér vhodný pre laserové presné obrábanie a doplniť ho o príslušnú databázu procesov; kombinujte riadenie, proces a laser na dosiahnutie optického, Integrácia strojového, elektrického a materiálového obrábania je nevyhnutným trendom vo vývoji presného laserového obrábania.

Aj keď má Čína v medzinárodnom meradle veľké medzery, pokiaľ ide o technológiu a vybavenie laserového obrábania, pokiaľ budeme pokračovať v zlepšovaní kvality laserového lúča a presnosti obrábania na základe originálu, v kombinácii s výskumom technológie obrábania materiálu, zaujmeme presnosť laseru trhu obrábania čo najviac. A postupne preniknúť do oblasti laserového mikro-obrábania, môže podporovať rýchly rozvoj rezanie laserom technológiou a nakoniec z laserového presného obrábania urobí rozsiahly priemysel.

Odkaz na tento článok ： Stav a perspektíva technológie presného laserového obrábania

Vyhlásenie o dotlači: Ak neexistujú žiadne špeciálne pokyny, všetky články na tomto webe sú pôvodné. Uveďte prosím zdroj pre dotlač: https: //www.cncmachiningptj.com/，ďakujeme！

PTJ® poskytuje celú škálu vlastných presností CNC obrábanie porcelánu služby. ISO 9001: 2015 a AS-9100 certifikované. 3, 4 a 5-osá rýchla presnosť CNC obrábanie služby vrátane frézovania, obrábania podľa požiadaviek zákazníka, schopné obrábania kovových a plastových častí s toleranciou +/- 0.005 mm. Medzi sekundárne služby patrí CNC a bežné brúsenie, vŕtanie,tlakové liatie,plech a lisovanie.Poskytovanie prototypov, plná výroba, technická podpora a úplná kontrola. Poskytuje automobilový priemysel, letecký, formy a svietidlá, led osvetlenie,zdravotné, bicykel a spotrebiteľ elektronika priemyselné odvetvia. Dodanie včas. Povedzte nám niečo o rozpočte vášho projektu a predpokladanom čase dodania. Budeme s vami strategizovať, aby sme poskytli čo najefektívnejšie služby, ktoré vám pomôžu dosiahnuť váš cieľ, Vitajte na stránke Kontaktujte nás ( sales@pintejin.com ) priamo pre váš nový projekt.