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高速激光微加工的技术原理

2021-08-21
来源:光电资讯
关键词: 高速激光

  高速激光微加工通常需要旋转激光束以切割和加工超过激光束直径的孔,该工艺一般通过高速旋转的转镜实现。

  转镜使用旋转的导光结构以入射激光束为轴的通过平面透镜旋转,实现反射激光束切割加工的目的,通过调整平面透镜与入射激光束的角度即可实现不同孔径加工的目的。

  该种加工方式的结构和原理较为简单,且激光的能量损失小,具有一定的加工优势。

  但是由于在加工时,反射激光束不是以直角射入工件,而是有一定的倾斜角,因此加工后的孔径内表面为锥形面而非直孔,因此难以满足实际需求,因此需要对其进行一定的优化。

  也可以通过使用楔形棱镜的方式代替平面镜,对入射激光束进行反射,该工艺可以一定程度上改善锥形孔问题,但并不能避免。

  因此,在新阶段,也有人应用旋转组合棱镜进行改进。这种结构是通过将两个楔形棱镜以斜面平行放置的方式对入射激光以轴线进行反射,该结构可以将激光束以直角射入加工件,因此避免了锥形孔的问题。

  高速激光微加工技术原理

  高速激光微加工是利用激光的高温特性对物质进行加工的一种技术,可以进行切割、焊接、打孔、表面微加工等工艺。

  作为现代高端加工技术广泛应用于多个领域,可以有效提高加工的质量、精度、自动化程度,并且可以减少污染、 节约材料损耗、降低劳动力消耗以及降低加工成本。

  由于高速激光微加工技术易于使用,具有能量密度高、加工对象范围广的特点,因此已经在多个行业普及应用。

  在高速激光微加工过程中需要通过激光束与材质表明的相对运动完成加工工艺。在激光加工中,照射高能量密度的激光束的目的是使材料熔化,从而防止气化、切断和焊接等问题。

  开始的激光加工主要用于低功率微焊接,具体的焦点是高强度的激光输出,使用激光透镜进行聚焦,气温可达 100000 摄氏度,任何材料都可以熔化并立即蒸发,达到开孔和切割的目的,激光加工技术通常用于焊接材料以达到产生光能的热效应。

  高速激光微加工技术特点

  高速激光加工技术使我们的生活变得非常美好,与传统加工技术相比具有太多优势。现在已被广泛使用,并且很容易适应新产品,已经成为社会的主流加工技术之一。

  如今,越来越多的企业开始采用高速激光微加工技术,因为它涵盖了光学、机械、电子、材料和其他学科。

  高速激光微加工技术的工作环境非常简单,适应性非常高只需激光器可以正常工作即可应用,不需要其他设备和材料即可实现长期连续加工的目标,而且自动化程度高,人工干预要求低,可以在计算机技术结合应用与数控加工领域,非常方便。

  主要有如下特点:

  (1)高速激光微加工效率高:由于激光束的能量密度非常高且热影响区很小,因此加工效率非常高,可以实现对各类材料进行加工的目的。

  (2)无须机械接触:使用高速激光微加工,不需要直接接触被加工材料,且无须机械作用,因此可以有效提高材料的利用率,降低材料损耗,也因此,导致的加工废物较少, 污染降低,对环境的影响低。

  (3)激光直写:激光直写技术可以克服传统加工模板的局限性,并且可以基于加成法和减成法以统一的方式完成加工。高速激光微加工技术的技术集成度非常高,特别适合小尺寸集成电路的生产、批量和快速试生产的要求。

  (4)激光技术与计算机集成系统的结合:通过将高速激光微加工技术与集成的计算机制造系统相结合,可以确保加工更加准确,还可以确保高速激光微加工技术易于导向和 聚焦,从而使用户可以频繁地更改不同的加工方式以适应加工要求。

  解决激光加工领域中相关问题的仪器

  高功率激光在切割、焊接、表面熔覆与合金化、表面热处理、新材料制备等方面得到了广泛应用,其光束特性是影响激光加工质量重要的因素之一。由于激光能在工件上发射精确的功率密度,大多数高功率焊接和切割激光器都利用了激光的这种精密性。为了保证使用过程中精度的持续性,监控激光的性能非常重要。

  基于CCD/CMOS相机法研发的光束质量分析仪,体积小,使用便捷,不会与激光器接触,不会改变激光光路,测量结果准确。

  可以直接显示激光光束横截面光强图像,ROI跟随,质心位置,光斑大小,三维显示等。USB3.0接口,数据传输稳定,实时检测,分析光斑,能够有效地评价激光光束质量,诊断激光器状态,可以替代进口产品。

  这款产品上市以来,产品质量和功能已得到多家企业认可。




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