Nanosekundový laser, pikosekundový laser, femtosekundový laser, viete, aký je rozdiel?

Nie je nám neznámylaserové spracovanie, ale často počuť nanosekundový laser, pikosekundový laser, femtosekundový laser atď., viete to rozlíšiť?

Najprv zistime prevod časových jednotiek

1 ms (milisekundy)=0.001 sekúnd =10-3 sekúnd

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

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

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

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

Zistením jednotky času vieme, že femtosekundový laser je laserové spracovanie s extrémne ultrakrátkym pulzom. Za posledných desať rokov zaznamenala technológia spracovania ultrakrátkych pulzov rýchly pokrok.

Ⅰ. Význam ultrakrátkopulzného lasera

Už dlho existujú pokusy použiť lasery na mikroobrábanie. Avšak kvôli veľkej šírke impulzu a nízkej laserovej intenzite lasera spôsobenej tavením materiálu a nepretržitým odparovaním, hoci laserový lúč môže byť zaostrený do malého bodu, tepelný dopad na materiál je stále veľmi veľký, čo obmedzuje presnosť spracovania. Len znížením tepelného efektu možno zlepšiť kvalitu spracovania.

Keď sa čas laserového impulzu aplikuje na materiál rádovo v pikosekundách, efekt spracovania sa výrazne zmení. Keď sa energia impulzu prudko zvýši, vysoká hustota výkonu stačí na odizolovanie vonkajších elektrónov. Vzhľadom na krátky čas, laser interaguje s materiálom, ióny sú z povrchu materiálu odstránené pred prenosom energie na okolitý materiál a neprinášajú tepelné účinky na okolitý materiál, preto sa nazýva aj "studený". spracovanie“. S výhodami, ktoré prináša spracovanie za studena, sa lasery s krátkym a ultrakrátkym impulzom dostali do priemyselných výrobných aplikácií.

Ⅱ. Laserové spracovanie: dlhý pulz VS ultrakrátky pulz

Energia spracovania ultra krátkych impulzov sa veľmi rýchlo vstrekuje do malej oblasti pôsobenia a okamžitá depozícia s vysokou hustotou energie mení spôsob absorpcie a pohybu elektrónov, čím sa vyhýba vplyvu lineárnej absorpcie lasera, prenosu energie a difúzie a zásadne mení mechanizmus interakcie medzi laserom a hmotou.

Ⅲ. Široké uplatnenie laserového spracovania

Laserové spracovanie zahŕňa vysokovýkonné rezanie a zváranie; Mikroobrábanie vŕtanie, značenie, rezanie, textúrovanie, odizolovanie, izolácia atď. Hlavné použitia rôznych prostriedkov na spracovanie laserom sú:

1. Vyvŕtajte otvory

Pri navrhovaní dosiek plošných spojov ľudia začali používať keramické substráty namiesto bežných plastových substrátov, aby dosiahli lepšiu tepelnú vodivosť. Na pripojenie elektronických súčiastok je vo všeobecnosti potrebné vyvŕtať do dosky až státisíce malých otvorov. Je preto dôležité zabezpečiť, aby stabilita podkladu nebola ovplyvnená príkonom tepla počas procesu vŕtania a pikosekundový laser je pre túto aplikáciu ideálnym nástrojom.

Pikosekundový laser dokáže dokončiť opracovanie otvoru príklepovým vŕtaním a zabezpečiť rovnomernosť otvoru. Okrem dosiek plošných spojov dokážu pikosekundové lasery vykonávať aj vysokokvalitné vŕtanie do materiálov, ako sú plastové fólie, polovodiče, kovové fólie a zafíry.

100μm plech z nehrdzavejúcej ocele, vŕtaný, 3,3 ns oproti 200 fs, 10,000 impulzov, blízko ablačného prahu:

2. Obložíme a nakrájame

Čiary môžu byť vytvorené superponovaním laserových impulzov skenovacím spôsobom. Preniknutie hlboko do keramiky zvyčajne vyžaduje veľa skenovania, kým hĺbka čiary nedosiahne 1/6 hrúbky materiálu. Jednotlivé moduly sa potom oddeľujú od keramického substrátu pozdĺž týchto zárezov. Táto separačná metóda sa nazýva značenie.

Ďalšou separačnou metódou je použitie laserového ablačného rezania s ultrakrátkym pulzom, tiež známeho ako ablačné rezanie. Laser abluje materiál a odstraňuje ho, kým nie je prerezaný. Výhodou tejto techniky je väčšia flexibilita tvaru a veľkosti obrábaných otvorov. Všetky kroky procesu je možné dokončiť pomocou pikosekundového lasera.

Rôzne účinky pikosekundového lasera a nanosekundového lasera na značenie polykarbonátových materiálov.

3. Linková ablácia (odstránenie povlaku)

Ďalšou aplikáciou často vnímanou ako mikroobrábanie je presné odstraňovanie povlakov bez poškodenia alebo mierneho poškodenia základného materiálu. Ablácia môže byť buď čiara široká niekoľko mikrometrov alebo veľká plocha odstránenia niekoľko centimetrov štvorcových.

Pretože hrúbka povlaku je zvyčajne oveľa menšia ako šírka ablácie, teplo nemôže byť vedené bočne. Preto je možné použiť laserové impulzy šírky nanosekundy.

Kombinácia lasera s vysokým priemerným výkonom, štvorcového alebo obdĺžnikového vodivého vlákna a plochého horného rozdelenia intenzity svetla, tieto technológie umožňujú použitie laserovej povrchovej ablácie v priemyselných oblastiach. Napríklad laser TrumPF TruMicro 7060 sa používa na odstránenie povlaku na skle tenkovrstvového solárneho článku. Rovnaký laser je možné použiť aj v automobilovom priemysle na odstraňovanie antikoróznych povlakov pri príprave na následné zváranie.

4. Štruktúra povrchu

Štruktúrovanie môže zmeniť fyzikálne vlastnosti povrchu materiálu. Podľa lotosového efektu umožňujú hydrofóbne povrchové štruktúry vode odtekať z povrchu. Táto vlastnosť môže byť dosiahnutá vytvorením submikrónových štruktúr na povrchu ultrakrátkymi pulznými lasermi a štruktúry, ktoré sa majú vytvoriť, môžu byť presne kontrolované zmenou parametrov lasera.

Je možné dosiahnuť aj opačné efekty, ako sú hydrofilné povrchy, a mikroobrábanie môže tiež vytvárať štruktúry väčších rozmerov. Tieto procesy možno použiť v palivových nádržiach v motoroch na vytvorenie mikroštruktúr, ktoré znižujú opotrebenie, alebo na štruktúrovanie kovových povrchov na dosiahnutie zvárania s plastmi.

5. Gravírovanie výlisku

Sochárstvo je vytváranie trojrozmerných tvarov abláciou materiálov. Aj keď veľkosť ablácie môže presahovať rozsah toho, čo sa tradične označuje ako mikroobrábanie, požadovaná presnosť ju zaraďuje do tejto kategórie laserových aplikácií. Pikosekundové lasery možno použiť na opracovanie hrán polykryštalických diamantových nástrojov vo frézkach.

Laser je ideálnym nástrojom na spracovanie polykryštalických diamantov, čo sú extrémne tvrdé materiály, z ktorých je možné vyrobiť čepele fréz. Použitie technológie gravírovania na spracovanie drážok triesok a zubov frézy, v tomto prípade výhody laserovej bezkontaktnosti a vysokej presnosti obrábania.

Mikroobrábanie má veľmi široké uplatnenie a do nášho zorného poľa vstupuje čoraz viac vecí každodennej potreby prostredníctvom laserového mikroobrábania.

Laserové spracovanie je bezkontaktné spracovanie s menším následným procesom, dobrou ovládateľnosťou, jednoduchou integráciou, vysokou účinnosťou spracovania, nízkou stratou materiálu, nízkym znečistením životného prostredia a ďalšími významnými výhodami, ktoré sa široko používa v automobilovom priemysle, elektronike, elektrických spotrebičoch. , letectvo, hutníctvo a strojárstvo. Hrá čoraz dôležitejšiu úlohu pri zlepšovaní kvality výrobkov, produktivity práce, automatizácii a znižovaní spotreby materiálu.

Kontaktné informácie:

Ak máte nejaké nápady, neváhajte sa s nami porozprávať. Bez ohľadu na to, kde sú naši zákazníci a aké sú naše požiadavky, budeme nasledovať náš cieľ poskytovať našim zákazníkom vysokú kvalitu, nízke ceny a najlepšie služby.