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激光打孔工艺

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激光打微孔技术介绍
作者:金豪兴激光 发布于:2012-12-3 21:24:50 点击量:

 

在元件上开个小孔是件很常见的事。但是,如果要求在坚硬的材料上,比如在硬质合金上打大量0.1毫米到几微米直径的小孔,用普通的机械加工工具怕是不容易办到,即使能够做,加工成本也会很高。如今用激光在材料上打微小直径的小孔已无困难,而且加工质量好,成本低。打出的小孔孔壁规整,没有什么毛刺。打孔速度又很快,大约千分之一秒的时间就可以打出一个孔。
激光在材料上钻出小孔的道理很简单(皮衣面料雕花打孔机),做法也不复杂。
激光有很好的相干性,用光学系统可以把它聚焦成直径很微小的光点(小于1微米),这相当于用来钻孔的“微型钻头”。其次,激光的亮度很高,在聚焦的焦点上的激光能量密度(平均每平方厘米面积上的能量)会很高,普通一台激光器输出的激光,产生的能量就可以高达109焦耳/厘米2,足可以让材料发生熔化并汽化,在材料上留下一个小孔,和用钻头钻出来的一个样。
怎样用好激光“钻头”,激光科学工作者也做了许多研究工作。他们发现,用每秒发射许多个光脉冲(通常叫高重复率激光脉冲)做“钻头”,打出来的小孔质量比用单个光脉冲,或每秒时间内少数几个光脉冲打出来的孔好。道理大概是这样:在用每秒一个光脉冲或少数几个脉冲打孔时,对每个光脉冲的激光能量要求比较高,让材料能被加热至熔化才能打出孔。但是,融熔了的材料没有办法充分汽化,却把在它附近的材料加热和使它们汽化,结果,被打出来的小孔在形状大小上就不那么规整。如果使用的是高重复率激光器输出的光脉冲,这时每个光脉冲平均的能量并不很高,但由于光脉冲的宽度窄,功率水平却不低。于是每个激光脉冲在材料上形成的融熔体不多,主要是发生汽化。由于使小孔附近的材料加热时融熔体很少,因而也就不出现在用单脉冲打孔时出现的事。打出的小孔形状和大小就规整得多了。
要使打出的小孔质量高,还需要注意激光焦点位置的选择。选择焦点位置的原则大致是这样:对于比较厚的材料,激光束焦点位置应位于工件的内部,如果材料比较薄,激光束焦点需放在工件表面的上方。这样的安排会让打出来的小孔上下大小基本上一致,不出现“桶状”的小孔。
用激光在材料上钻孔,钻出的小孔质量不仅非常好,特别是在打大量同样的小孔时,还能保证多个小孔的尺寸形状统一,而且钻孔速度快,生产效率高。所以,除在电子工业生产中用激光打孔外,其他许多工业生产部门都在采用,比如普通香烟过滤嘴上的小孔、喷雾器阀门上的小孔,也在采用激光加工。喷雾器罐和瓶子颈部都有一个用来控制压缩物质(比如除臭剂、油料或者其他液体)的流量,阀门使用的性能就由喷雾器上这只小孔来决定了。这只小孔的直径为10微米到40微米,用其他机械加工方法不那么好做,用激光来加工,能保证质量,每小时还可以打4万个小孔呢!
推荐使用的机型JHX-10060 JHX-6040 JHX-6090

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