Наносекунден лазер, пикосекунден лазер, фемтосекунден лазер, можете ли да разберете разликата?

Ние не сме запознати слазерна обработка, но често можете да чуете наносекунден лазер, пикосекунден лазер, фемтосекунден лазер и т.н., можете ли да го различите?

Нека първо разберем преобразуването на единица време

1ms (милисекунди)=0.001 секунди =10-3 секунди

1μs (микросекунда)=0.000001=10-6 секунди

1ns (наносекунда)=0.0000000001 секунди =10-9 секунди

1ps (пикосекунда)=0.0000000000001 секунди =10-12 секунди

1fs (фемтосекунда)=0.000000000000001 секунди =10-15 секунди

Изчислявайки единицата за време, ние знаем, че фемтосекундният лазер е изключително ултра-къс импулсен лазер за обработка. През последните десет години технологията за лазерна обработка с ултракъс импулс постигна бърз напредък.

Ⅰ. Значението на лазера с ултракъс импулс

Отдавна има опити да се използват лазери за микрообработка. Въпреки това, поради дългата ширина на импулса и ниския лазерен интензитет на лазера, причинени от топенето на материала и непрекъснатото изпаряване, въпреки че лазерният лъч може да бъде фокусиран в малко петно, топлинното въздействие върху материала все още е много голямо, ограничавайки точността на обработка. Само чрез намаляване на топлинния ефект може да се подобри качеството на обработката.

Когато времето на лазерния импулс се приложи към материала от порядъка на пикосекунди, ефектът от обработката ще се промени значително. Тъй като импулсната енергия се повишава рязко, високата плътност на мощността е достатъчна, за да премахне външните електрони. Поради краткото време, лазерът взаимодейства с материала, йоните се премахват от повърхността на материала, преди да прехвърлят енергията към околния материал, и няма да доведат до топлинни ефекти върху околния материал, така че се нарича още "студен обработка“. С предимствата, донесени от студената обработка, лазерите с къси и ултракъси импулси навлязоха в приложения за промишлено производство.

Ⅱ. Лазерна обработка: дълъг импулс VS ултра-къс импулс

Енергията за обработка на ултра-къс импулс се инжектира много бързо в малка област на действие и моменталното отлагане с висока енергийна плътност променя начина на абсорбция и движение на електрони, избягвайки влиянието на лазерната линейна абсорбция, пренос на енергия и дифузия, и фундаментално променя механизма на взаимодействие между лазера и материята.

Ⅲ. Широкото приложение на лазерната обработка

Лазерната обработка включва високомощно рязане и заваряване; Микромашинно пробиване, маркиране, рязане, текстуриране, оголване, изолиране и др. Основните приложения на различни средства за лазерна обработка са:

1. Пробийте дупки

При проектирането на платки хората започнаха да използват керамични субстрати вместо конвенционалните пластмасови субстрати, за да постигнат по-добра топлопроводимост. За да свържете електронни компоненти, обикновено е необходимо да пробиете до стотици хиляди малки дупки в платката. Поради това е важно да се гарантира, че стабилността на основата не се влияе от входящата топлина по време на процеса на пробиване, а пикосекундният лазер е идеалният инструмент за това приложение.

Пикосекундният лазер може да завърши обработката на отвора чрез перкусионно пробиване и да осигури еднаквост на отвора. В допълнение към печатни платки, Picosecond лазерите могат да извършват висококачествено пробиване на материали като пластмасови филми, полупроводници, метални филми и сапфири.

100μm лист от неръждаема стомана, пробити, 3,3ns срещу 200fs, 10,000 импулса, близо до прага на аблация:

2. Линия и изрязване

Линиите могат да се образуват чрез наслагване на лазерни импулси по сканиращ начин. Обикновено е необходимо много сканиране, за да се проникне дълбоко в керамиката, докато дълбочината на линията достигне 1/6 от дебелината на материала. След това отделните модули се отделят от керамичния субстрат по тези прорези. Този метод на разделяне се нарича маркиране.

Друг метод на разделяне е използването на рязане с лазерна аблация с ултракъс импулс, известно още като рязане с аблация. Лазерът аблатира материала, като го отстранява, докато се разреже. Предимството на тази техника е, че има по-голяма гъвкавост във формата и размера на обработените отвори. Всички стъпки на процеса могат да бъдат завършени с пикосекунден лазер.

Различни ефекти на пикосекундния лазер и наносекундния лазер върху маркирането на поликарбонатни материали.

3. Линейна аблация (отстраняване на покритие)

Друго приложение, което често се разглежда като микромашинна обработка, е прецизното отстраняване на покрития без увреждане или леко увреждане на основния материал. Аблацията може да бъде или линия с ширина няколко микрометра, или голяма площ на отстраняване от няколко квадратни сантиметра.

Тъй като дебелината на покритието обикновено е много по-малка от ширината на аблацията, топлината не може да бъде отведена отстрани. Следователно могат да се използват лазерни импулси с ширина на наносекунди.

Комбинацията от лазер с висока средна мощност, квадратно или правоъгълно проводимо влакно и разпределение на интензитета на светлината с плосък връх, тези технологии правят лазерната повърхностна аблация да може да се използва в индустриални области. Например лазерът TrumPF TruMicro 7060 се използва за премахване на покритието върху стъклото на тънкослойна слънчева клетка. Същият лазер може да се използва и в автомобилната индустрия за отстраняване на антикорозионни покрития при подготовка за последващо заваряване.

4. Структура на повърхността

Структурирането може да промени физическите свойства на повърхността на материала. Според ефекта на лотоса, хидрофобните повърхностни структури позволяват на водата да изтича от повърхността. Това свойство може да бъде постигнато чрез създаване на субмикронни структури на повърхността с ултракъси импулсни лазери, а структурите, които трябва да бъдат създадени, могат да бъдат прецизно контролирани чрез промяна на лазерните параметри.

Могат да се постигнат и противоположни ефекти, като например хидрофилни повърхности, а микрообработката може също да създаде структури с по-голям размер. Тези процеси могат да се използват в резервоари за гориво в двигатели за създаване на микроструктури, които намаляват износването, или за структуриране на метални повърхности за постигане на заваряване с пластмаси.

5. Отливка за гравиране

Скулптурирането е създаването на триизмерни форми чрез аблиране на материали. Въпреки че размерът на аблацията може да надхвърли обхвата на това, което традиционно се нарича микрообработка, необходимата прецизност го класифицира в тази категория лазерни приложения. Пикосекундните лазери могат да се използват за обработка на поликристални диамантени ръбове на инструменти в фрезови машини.

Лазерът е идеалният инструмент за обработка на поликристални диаманти, които са изключително твърди материали, които могат да се използват за направата на фрезови ножове. Използването на технология за формоване на гравиране за обработка на жлебовете за стружките и зъбите на фрезата, в този случай, предимствата на лазерната безконтактност и висока точност на обработка.

Микрообработката има много широка перспектива за приложение и все повече и повече ежедневни нужди навлизат в нашето зрително поле чрез лазерната микрообработка.

Лазерната обработка е безконтактна обработка, с по-малко последващ процес, добра управляемост, лесна интеграция, висока ефективност на обработката, ниска загуба на материал, ниско замърсяване на околната среда и други значителни предимства, широко се използва в автомобилостроенето, електрониката, електрическите уреди , авиацията, металургията и машиностроителната промишленост. Той играе все по-важна роля за подобряване на качеството на продуктите, производителността на труда, автоматизацията и намаляването на потреблението на материали.

Информация за връзка:

Ако имате някакви идеи, не се колебайте да говорите с нас. Без значение къде са нашите клиенти и какви са нашите изисквания, ние ще следваме нашата цел да предоставим на нашите клиенти високо качество, ниски цени и най-доброто обслужване.