Nanosekundinis lazeris, pikosekundinis lazeris, femtosekundinis lazeris. Ar galite pasakyti skirtumą?

Mums nesvetimasapdorojimas lazeriu, bet dažnai girdite nanosekundinį lazerį, pikosekundinį lazerį, femtosekundinį lazerį ir pan., ar galite tai atskirti?

Pirmiausia išsiaiškinkime laiko vieneto konvertavimą

1 ms (milisekundės)=0,001 sekundės =10-3 sek.

1 μs (mikrosekundė)=0.000001=10-6 sekundės

1ns (nanosekundė)=0.0000000001 sekundės =10-9 sek.

1ps (pikosekundė)=0.0000000000001 sekundės =10-12 sek.

1fs (femtosekundė)=0.000000000000001 sekundės =10-15 sek.

Išsiaiškinę laiko vienetą, žinome, kad femtosekundinis lazeris yra itin trumpo impulso lazerinis apdorojimas. Per pastaruosius dešimt metų itin trumpų impulsų lazerinio apdorojimo technologija padarė sparčią pažangą.

Ⅰ. Itin trumpo impulso lazerio reikšmė

Jau seniai buvo bandoma naudoti lazerius mikroapdirbimui. Tačiau dėl ilgo impulso pločio ir mažo lazerio intensyvumo, kurį sukelia medžiagos tirpimas ir nuolatinis garavimas, nors lazerio spindulį galima sufokusuoti į nedidelę vietą, šiluminis poveikis medžiagai vis tiek yra labai didelis, o tai riboja tikslumą. perdirbimo. Tik sumažinus šiluminį efektą galima pagerinti apdorojimo kokybę.

Kai medžiagai taikomas lazerio impulso laikas pikosekundžių tvarka, apdorojimo efektas labai pasikeis. Staigiai didėjant impulso energijai, didelio galios tankio pakanka išoriniams elektronams pašalinti. Dėl trumpo laiko lazeris sąveikauja su medžiaga, jonai pašalinami nuo medžiagos paviršiaus prieš perduodant energiją aplinkinei medžiagai ir nesukels šiluminio poveikio aplinkinei medžiagai, todėl tai dar vadinama „šaltu“. apdorojimas". Dėl šalto apdorojimo pranašumų trumpų ir itin trumpų impulsų lazeriai pradėjo taikyti pramoninę gamybą.

Ⅱ. Lazerinis apdorojimas: ilgas impulsas VS itin trumpas impulsas

Itin trumpo impulso apdorojimo energija labai greitai įpurškiama į nedidelę veikimo sritį, o momentinis didelio energijos tankio nusodinimas keičia elektronų absorbcijos ir judėjimo režimą, išvengiant lazerio linijinės absorbcijos, energijos perdavimo ir difuzijos įtakos ir iš esmės. keičia lazerio ir materijos sąveikos mechanizmą.

Ⅲ. Platus lazerinio apdorojimo taikymas

Lazerinis apdorojimas apima didelio galingumo pjovimą ir suvirinimą; Mikroapdirbimo gręžimas, žymėjimas, pjovimas, tekstūravimas, pašalinimas, izoliavimas ir kt., Pagrindiniai įvairių lazerinio apdorojimo priemonių naudojimo būdai:

1. Išgręžkite skyles

Kurdami grandines plokštes, žmonės pradėjo naudoti keraminius pagrindus, o ne įprastus plastikinius pagrindus, kad pasiektų geresnį šilumos laidumą. Norint prijungti elektroninius komponentus, paprastai plokštėje reikia išgręžti iki šimtų tūkstančių mažų skylių. Todėl svarbu užtikrinti, kad pagrindo stabilumui nepakenktų gręžimo proceso metu gaunama šiluma, o pikosekundinis lazeris yra ideali priemonė šiam tikslui.

Pikosekundinis lazeris gali užbaigti skylės apdirbimą perkusiniu gręžimu ir užtikrinti skylės vienodumą. Be grandinių plokščių, Picosecond lazeriai taip pat gali atlikti aukštos kokybės medžiagų, tokių kaip plastikinės plėvelės, puslaidininkiai, metalo plėvelės ir safyrai, gręžimą.

100 μm nerūdijančio plieno lakštas, gręžtas, 3,3 ns prieš 200 fs, 10, 000 impulsų, netoli abliacijos slenksčio:

2. Linija ir iškirpti

Linijos gali būti suformuotos nuskaitymo būdu uždedant lazerio impulsus. Paprastai reikia daug nuskaityti, kad giliai įsiskverbtų į keramiką, kol linijos gylis pasieks 1/6 medžiagos storio. Tada atskiri moduliai išilgai šių įpjovų atskiriami nuo keraminio pagrindo. Šis atskyrimo būdas vadinamas žymėjimu.

Kitas atskyrimo būdas yra naudoti itin trumpo impulso lazerinį abliacinį pjovimą, dar vadinamą abliaciniu pjovimu. Lazeris pašalina medžiagą, pašalindamas ją, kol ji bus perpjauta. Šios technikos pranašumas yra didesnis lankstumas apdirbamų skylių formai ir dydžiui. Visus proceso etapus galima atlikti pikosekundiniu lazeriu.

Skirtingas pikosekundinio lazerio ir nanosekundinio lazerio poveikis polikarbonato medžiagų žymėjimui.

3. Linijinė abliacija (dangos pašalinimas)

Kitas pritaikymas, dažnai laikomas mikroapdirbimu, yra tikslus dangų pašalinimas nepažeidžiant arba šiek tiek nepažeidžiant pagrindinės medžiagos. Abliacija gali būti kelių mikrometrų pločio linija arba didelis kelių kvadratinių centimetrų pašalinimo plotas.

Kadangi dangos storis paprastai yra daug mažesnis už abliacijos plotį, šiluma negali būti praleidžiama iš šono. Todėl galima naudoti nanosekundžių pločio lazerio impulsus.

Dėl didelės vidutinės galios lazerio, kvadratinio ar stačiakampio laidumo pluošto ir plokščio viršutinio šviesos intensyvumo pasiskirstymo, šios technologijos leidžia lazerio paviršiaus abliaciją naudoti pramonės srityse. Pavyzdžiui, lazeris TrumPF TruMicro 7060 naudojamas plonasluoksnio saulės elemento stiklo dangai pašalinti. Tas pats lazeris taip pat gali būti naudojamas automobilių pramonėje antikorozinėms dangoms pašalinti ruošiantis vėlesniam suvirinimui.

4. Paviršiaus struktūra

Struktūrizavimas gali pakeisti fizines medžiagos paviršiaus savybes. Pagal lotoso efektą hidrofobinės paviršiaus struktūros leidžia vandeniui nutekėti nuo paviršiaus. Šią savybę galima pasiekti sukuriant submikronines struktūras ant paviršiaus ultratrumpų impulsų lazeriais, o kuriamas struktūras galima tiksliai valdyti keičiant lazerio parametrus.

Taip pat galima pasiekti priešingų efektų, tokių kaip hidrofiliniai paviršiai, o mikroapdirbimas taip pat gali sukurti didesnio dydžio struktūras. Šie procesai gali būti naudojami variklių degalų bakuose, siekiant sukurti mikrostruktūras, mažinančias susidėvėjimą, arba struktūrizuoti metalinius paviršius, kad būtų galima suvirinti plastiku.

5. Graviravimo lipdymas

Skulptūra – tai trimačių formų kūrimas abliuojant medžiagas. Nors abliacijos dydis gali viršyti to, kas tradiciškai vadinama mikroapdirbimu, dėl reikalingo tikslumo ji priskiriama šiai lazerių taikymo kategorijai. Pikosekundiniai lazeriai gali būti naudojami polikristalinių deimantinių įrankių briaunoms apdirbti frezavimo staklėse.

Lazeris yra idealus įrankis apdirbant polikristalinius deimantus, kurie yra itin kietos medžiagos, iš kurių galima gaminti frezavimo peiliukus. Graviravimo liejimo technologijos naudojimas apdirbant drožlių griovelius ir frezos dantis, šiuo atveju lazerio bekontakčio ir didelio apdirbimo tikslumo pranašumai.

Mikroapdirbimas turi labai platų pritaikymo perspektyvą, o per lazerinį mikroapdirbimą į mūsų regėjimo lauką patenka vis daugiau kasdieninių reikmenų.

Lazerinis apdorojimas yra nekontaktinis apdorojimas, kurio tolesnis procesas yra mažesnis, geras valdymas, lengvas integravimas, didelis apdorojimo efektyvumas, nedideli medžiagų nuostoliai, maža aplinkos tarša ir kiti reikšmingi pranašumai, plačiai naudojamas automobilių, elektronikos, elektros prietaisuose. , aviacijos, metalurgijos ir mašinų gamybos pramonėje. Ji atlieka vis svarbesnį vaidmenį gerinant gaminių kokybę, darbo našumą, automatizavimą ir mažinant medžiagų suvartojimą.

Kontaktinė informacija:

Jei turite kokių nors idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, sieksime savo tikslo teikti klientams aukštą kokybę, žemas kainas ir geriausias paslaugas.