Nanosekundni laser, pikosekundni laser, femtosekundni laser, možete li uočiti razliku?

Nije nam nepoznatolaserska obrada, ali često možete čuti nanosekundni laser, pikosekundni laser, femtosekundni laser itd., možete li to razlikovati?

Prvo shvatimo pretvorbu vremenske jedinice

1ms (milisekunde)=0.001 sekunda =10-3 sekundi

1μs (mikrosekunda)=0.000001=10-6 sekundi

1ns (nanosekunda)=0.0000000001 sekundi =10-9 sekundi

1ps (pikosekunda)=0.0000000000001 sekundi =10-12 sekundi

1fs (femtosekunda)=0.000000000000001 sekundi =10-15 sekundi

Određivanjem jedinice vremena, znamo da je femtosekundni laser iznimno ultrakratki pulsni laser za obradu. U posljednjih deset godina tehnologija laserske obrade s ultrakratkim pulsom brzo je napredovala.

Ⅰ. Značaj lasera s ultrakratkim pulsom

Već dugo postoje pokušaji korištenja lasera za mikrostrojnu obradu. Međutim, zbog velike širine pulsa i niskog intenziteta lasera uzrokovanog topljenjem materijala i kontinuiranim isparavanjem, iako se laserska zraka može fokusirati u malu točku, toplinski utjecaj na materijal još uvijek je vrlo velik, ograničavajući točnost obrade. Samo smanjenjem toplinskog učinka može se poboljšati kvaliteta obrade.

Kada se vrijeme laserskog pulsa primijeni na materijal u pikosekundama, učinak obrade će se značajno promijeniti. Kako energija pulsa naglo raste, velika gustoća snage dovoljna je da ogoli vanjske elektrone. Zbog kratkog vremena interakcije lasera s materijalom, ioni se uklanjaju s površine materijala prije prijenosa energije na okolni materijal, te neće donijeti toplinske učinke na okolni materijal, pa se naziva i "hladno obrada". S prednostima koje donosi hladna obrada, laseri s kratkim i ultrakratkim impulsima ušli su u primjenu u industrijskoj proizvodnji.

Ⅱ. Laserska obrada: dugi puls VS ultrakratki puls

Energija obrade ultrakratkog pulsa ubrizgava se vrlo brzo u malo područje djelovanja, a trenutno taloženje visoke gustoće energije mijenja način apsorpcije i kretanja elektrona, izbjegavajući utjecaj laserske linearne apsorpcije, prijenosa energije i difuzije, i fundamentalno mijenja mehanizam interakcije između lasera i materije.

Ⅲ. Široka primjena laserske obrade

Laserska obrada uključuje rezanje i zavarivanje velikom snagom; Mikrostrojno bušenje, označavanje, rezanje, teksturiranje, skidanje, izolacija, itd. Glavne upotrebe različitih sredstava laserske obrade su:

1. Izbušite rupe

U dizajnu tiskanih ploča ljudi su počeli koristiti keramičke podloge umjesto uobičajenih plastičnih podloga kako bi postigli bolju toplinsku vodljivost. Za spajanje elektroničkih komponenti općenito je potrebno izbušiti do stotine tisuća malih rupa na ploči. Stoga je važno osigurati da unos topline tijekom procesa bušenja ne utječe na stabilnost podloge, a pikosekundni laser je idealan alat za ovu primjenu.

Pikosekundni laser može dovršiti obradu rupe udarnim bušenjem i osigurati ujednačenost rupe. Osim tiskanih ploča, Picosecond laseri također mogu izvoditi visokokvalitetno bušenje materijala kao što su plastične folije, poluvodiči, metalne folije i safiri.

List od nehrđajućeg čelika od 100 μm, izbušen, 3,3 ns u odnosu na 200 fs, 10,000 impulsa, blizu praga ablacije:

2. Obrubite i izrežite

Linije se mogu formirati superponiranjem laserskih impulsa na način skeniranja. Obično je potrebno mnogo skeniranja da se prodre duboko u keramiku dok dubina linije ne dosegne 1/6 debljine materijala. Pojedinačni moduli se zatim odvajaju od keramičke podloge duž ovih zareza. Ova metoda odvajanja naziva se označavanje.

Druga metoda odvajanja je korištenje laserskog ablacijskog rezanja ultrakratkim pulsom, također poznatog kao ablacijsko rezanje. Laser uklanja materijal, uklanjajući ga dok se ne prereže. Prednost ove tehnike je veća fleksibilnost u obliku i veličini obrađenih rupa. Svi koraci procesa mogu se dovršiti s pikosekundnim laserom.

Različiti učinci pikosekundnog i nanosekundnog lasera na označavanje polikarbonatnih materijala.

3. Linijska ablacija (uklanjanje premaza)

Druga primjena koja se često smatra mikrostrojnom obradom je precizno uklanjanje premaza bez oštećenja ili malog oštećenja osnovnog materijala. Ablacija može biti linija široka nekoliko mikrometara ili veliko područje uklanjanja od nekoliko četvornih centimetara.

Budući da je debljina premaza obično mnogo manja od širine ablacije, toplina se ne može voditi sa strane. Stoga se mogu koristiti laserski impulsi nanosekundne širine.

Kombinacija lasera visoke prosječne snage, kvadratnog ili pravokutnog vodljivog vlakna i ravnog vrha raspodjele intenziteta svjetlosti, ove tehnologije čine da se laserska ablacija površine može koristiti u industrijskim poljima. Na primjer, laser TrumPF TruMicro 7060 koristi se za uklanjanje premaza na staklu tankoslojne solarne ćelije. Isti se laser također može koristiti u automobilskoj industriji za uklanjanje antikorozivnih premaza u pripremi za naknadno zavarivanje.

4. Struktura površine

Strukturiranje može promijeniti fizička svojstva površine materijala. U skladu s efektom lotosa, hidrofobne površinske strukture dopuštaju vodi da otiče s površine. Ovo se svojstvo može postići stvaranjem submikronskih struktura na površini ultrakratkim pulsirajućim laserima, a strukturama koje se stvaraju moguće je precizno kontrolirati promjenom parametara lasera.

Mogu se postići i suprotni učinci, poput hidrofilnih površina, a mikrostrojnom obradom također se mogu stvoriti strukture većih dimenzija. Ovi se procesi mogu koristiti u spremnicima goriva u motorima za stvaranje mikrostruktura koje smanjuju trošenje ili za strukturiranje metalnih površina kako bi se postiglo zavarivanje s plastikom.

5. Graviranje kalupljenje

Kiparstvo je stvaranje trodimenzionalnih oblika uklanjanjem materijala. Iako veličina ablacije može premašiti opseg onoga što se tradicionalno naziva mikrostrojnom obradom, potrebna preciznost svrstava je u ovu kategoriju laserskih primjena. Pikosekundni laseri mogu se koristiti za obradu polikristalnih dijamantnih rubova alata u strojevima za glodanje.

Laser je idealan alat za obradu polikristalnih dijamanata, koji su iznimno tvrdi materijali od kojih se mogu izraditi oštrice glodala. Korištenje tehnologije oblikovanja za graviranje za obradu utora za strugotine i zuba glodala, u ovom slučaju, prednosti laserske beskontaktne i visoke točnosti obrade.

Mikrostrojna obrada ima vrlo široku perspektivu primjene, a sve više dnevnih potreba ulazi u naše vidno polje kroz lasersku mikromašinsku obradu.

Laserska obrada je beskontaktna obrada, s manje naknadnih procesa, dobrom upravljivošću, jednostavnom integracijom, visokom učinkovitošću obrade, malim gubitkom materijala, malim onečišćenjem okoliša i drugim značajnim prednostima, naširoko se koristi u automobilskoj industriji, elektronici, električnim uređajima , zrakoplovstvo, metalurgija i industrija proizvodnje strojeva. Ima sve važniju ulogu u poboljšanju kvalitete proizvoda, produktivnosti rada, automatizaciji i smanjenju potrošnje materijala.

Kontakt informacije:

Ako imate bilo kakvih ideja, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje su naši kupci i kakvi su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da svojim kupcima pružimo visoku kvalitetu, niske cijene i najbolju uslugu.