文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 激光打孔

激光打孔

激光打孔
激光打孔

激光打孔

佛山市富兰激光科技有限公司简称:富兰激光

导语:随着科学科技的飞速发展,各行业中带有小孔的零件材料越来越多,并且对孔的精度和尺寸要求越来越高,孔径越来越小。而且,工件的材料也越

来越多样化,使用硬度大、熔点高的材料越来越多,而传统的加工方法已不能满足某些工艺要求。这一类的加工任务用常规机械加工方法很困难,有时甚至是

不可能的,而用激光打孔则不难实现。

正文:

精密激光打孔加工设备介绍:

精密激光打孔所用的设备是激光打标机(也叫:激光刻字机、镭射机、镭

雕机、激光打号机、激光标刻机、激光打码机、激光雕刻机等等),可以在纺

织面料、皮革、纸制品、金属制品、塑料制品、玻璃制品等金属及非金属材质

上进行非接触式打孔、切割、打标等操作,最小孔径可达到0.01mm。

激光打孔技术具有速度快、效率高、环保、操作简单、应用领域广泛、打

孔处光滑无毛刺、可实现自动化生产等优点。

激光打孔的机理:

激光束是一种在时间上和空间上高度集中的光子流束,其发散角极小、聚

焦性能良好,采用光学聚焦系统,可以将激光束会聚到微米量级的极小范围内,其功率密度极高,当这种微细的高能激光束照射到工件上时,可使得照射区内

的温度瞬时上升到一万度以上,从而引起被照射区内的材料瞬时熔化并大量汽

化蒸发,气压急剧上升,高速气流猛烈向外喷射,在照射点上立即形成一个小

阻坑。随着激光能量的不断输入,阻坑内的汽化程度加剧,蒸气量急剧增多,

气压骤然上升,对阻坑的四周产生强烈的冲击波作用,致使高压蒸气带着溶液,从凹坑底部高速向外喷射,利用辅助气体吹走激光熔化的范围,在工件上迅速打出孔来。

激光打孔技术:

激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的主要应用领

域之一。激光束在空间和时间上高度集中,利用透镜聚焦,可以将光斑直径缩

小到微米级从而获得特别高的激光功率密度。如此高的功率密度几乎可以在任

何材料实行激光打孔。

激光打孔的优势:

激光打孔机与传统打孔工艺相比,具有以下一些优点:

1、速度快,效率高;

2、可在硬、脆、软等各类材料上进行;

3、激光打孔无工具损耗;

4、适合于数量多、高密度的群孔以及复杂形状零件打孔加工;

5、用激光可在难加工材料倾斜面上加工小孔;

6、对工件装夹要求简单,易实现生产线上的联机和自动化;

7、非接触性加工:加工时,激光头不会接触到工件,不会产生内应力,保证工件的原有精度;

8、精度高:打孔处光滑无毛刺、美观、手感好;

9、适用范围广:几乎可适用于任何材质打标;

10、用途广泛:激光打标机可用于打孔、打标、镀层去除、划线、雕刻等等;

11、编辑开发速度快:可打出任意形状的孔,并可随即编辑孔的形状,激光技术与电脑技术的结合,只要在计算机上编程即可实现激光打印输出;

12、配置灵活:即可满足商业小批量或单个的加工要求,也可满足工业化流水线大批量生产的要求;

13、效果一致:保证同产品不同批次的加工效果完全一致。

激光打孔技术在印制电路板上的应用

一激光成孔的原理 激光是当“射线”受到外来的刺激而增加能量下所激发的一种强力光束,其中红外光和可见光具有热能,紫外光另具有光学能。此种类型的光射到工件的表面时会发生三种现象即反射、吸收和穿透。 图示:透过光学另件击打在基材上激光光点,其组成有多种模式,与被照点会产生三种反应。 激光钻孔的主要作用就是能够很快地除去所要加工的基板材料,它主要靠光热烧蚀和光化学烧蚀或称之谓切除。 (1)光热烧蚀:指被加工的材料吸收高能量的激光,在极短的时间加热到熔化并被蒸发掉的成孔原理。此种工艺方法在基板材料受到高能量的作用下,在所形成的孔壁上有烧黑的炭化残渣,孔化前必须进行清理。 (2)光化学烧蚀:是指紫外线区所具有的高光子能量(超过2eV电子伏特)、激光波长超过400纳米的高能量光子起作用的结果。而这种高能量的光子能破坏有机材料的长分子链,成为更小的微粒,而其能量大于原分子,极力从中逸出,在外力的掐吸情况之下,使基板材料被快速除去而形成微孔。因此种类型的工艺方法,不含有热烧,也就不会产生炭化现象。所以,孔化前清理就非常简单。 以上就是激光成孔的基本原理。目前最常用的有两种激光钻孔方式:印制电路板钻孔用的激光器主要有RF激发的CO2气体激光器和UV固态Nd:YAG激光器。 (3)关于基板吸光度:激光成功率的高低与基板材料的吸光率有着直接的关系。印制电路板是由铜箔与玻璃布和树脂组合而成,此三种材料的吸光度也因波长不同有所不同但其中铜箔与玻璃布在紫外光0.3mμ以下区域的吸收率较高,但进入可见光与IR后却大幅度滑落。有机树脂材料则在三段光谱中,都能维持相当高的吸收率。这就是树脂材料所具有的特性,是激光钻孔工艺流行的基础。 二CO2激光成孔的不同的工艺方法 CO2激光成孔的钻孔方法主要有直接成孔法和敷形掩膜成孔法两种。所谓直接成孔工艺方法就是把激光光束经设备主控系统将光束的直径调制到与被加工印制电路板上的孔直径相同,在没有铜箔的绝缘介质表面上直接进行成孔加工。敷形掩膜工艺方法就是在印制板的表面涂覆一层专用的掩膜,采用常规的工艺方法经曝光/显影/蚀刻工艺去掉孔表面的铜箔面形成的敷形窗口。然后采用大于孔径的激光束照射这些孔,切除暴露的介质层树脂。现分别介绍如下:

激光钻孔HDI板品质检查要求规范

文件撰写及修订履历

1.0 目的 规激光钻孔HDI板的各流程检验标准和运作流程。保证HDI板各流程的品质。 2.0 围: 适用于崇达多层线路板的激光钻孔板的品质控制和检验。 3.0 职责: 3.1 研发部负责编制并修改该文件。本文为《盲埋孔(HDI)板制作能力及设计规手册》的次级文件, 如存在冲突,则以《盲埋孔(HDI)板制作能力及设计规手册》容为准。 3.2 品质部负责执行并监控该规的使用 3.3 生产部负责按照此规的规定进行作业 3.4 文控负责该文件的编号并进行归档 4.0 作业容: 4.1 CAM资料/菲林检查 4.1.1 检查规定 4.1.2 检查标准 4.1.2.1 层有激光钻孔对位标靶标,与该激光钻孔对位标靶点对应的其他层位置要掏空; 4.1.2.2 标靶必须距离最后一次外围粗锣板边6mm以上; 4.1.2.3 层要做激光盲孔检查矩阵PAD,PAD比激光盲孔直径大0.15mm(不含补偿); 4.1.2.4 激光盲孔底PAD比激光盲孔直径通常大0.25-0.30mm,最小0.15mm(但需评审); 4.1.2.5 底铜H oz板的盲孔开窗,蚀刻盲孔开窗直径比激光盲孔的直径大0.10mm,公差为+/-0.01mm, MI中需要注明; 4.1.2.6 底铜1 oz板的盲孔开窗,蚀刻盲孔开窗直径比激光盲孔的直径大0.15mm,公差为+/-0.02mm, MI中需要注明; 4.1.2.7 除绿油工序以外,、外层所有菲林需要做CCD菲林; 4.1.2.8 有盘中孔的板,原则上要做填孔电镀;客户要求做填平工艺的板,要做填孔电镀;如不明确,则 问客确认是否需填孔电镀填平。

激光钻孔的设备原理【深度解析】

激光钻孔的设备原理【深度剖析】 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点,已成为现代制造领域的关键技术之一。在激光出现之前,只能用硬度较大的物质在硬度较小的物质上打孔。这样要在硬度大的金刚石上打孔,就成了极其困难的事。激光出现后,这一类的操作既快又安全。但是,激光钻出的孔是圆锥形的,而不是机械钻孔的圆柱形,这在有些地方是很不方便的。可透过振镜进行程式化编程控制图形输出。 激光打孔指激光经聚焦后作为高强度热源对材料进行加热,使激光作用区内材料融化或气化继而蒸发,而形成孔洞的激光加工过程。激光束在空间和时间上高度集中,利用透镜聚焦,可以将光斑直径缩小10的5次方~10的15次方W/cm2的激光功率密度。如此高的功率密度几乎可对任何材料进行激光打孔。例如,在高熔点的钼板上加工微米量级的孔,在硬质合金(碳化钨)上加工几十微米量级的小孔,在红蓝宝石商人加工几百微米量级的深孔,金刚石拉丝模,化学纤维喷丝头等。 激光打孔是早早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的重要应用领域之一。激光打孔主要用于金属材料钢、铂、钼、钽、镁、锗、硅,轻金属材料铜、锌、铝、不锈钢、耐热合金、镍基质合金、钛金、白金,普通硬质合金磁性材料以及非金属材料中的陶瓷基片、人工宝石、金刚石膜、陶瓷、橡胶、塑料、玻璃等。 如此高的功率密度几乎可以在任何材料实行激光打孔,而且与其它方法如机械钻孔、电火花加工等常规打孔手段相比,具有以下显著的优点: (1)激光打孔速度快,效率高,经济效益好。|

UV激光基板钻孔新工艺讲解

UV激光基板钻孔新工艺 目前,UV激光钻孔设备只占全球市场的15%,但该类设备市场需求的增长要比新型的CO2激光钻孔设备的需求高3倍。孔的直径甚至小于50μm,1~2的多层导通孔和较小的通孔也是当前竞争的焦点,UV激光为当前的竞争提出了解决方案;除此之外,它还是一种用于精确地剥离阻焊膜以及生成精密的电路图形的工具。本文概述了目前UV激光钻孔和绘图系统的特性和柔性。还给出了各种材料的不同类型导通孔的质量和产量结果以及在各种蚀刻阻膜上的绘图结果。本文通过展望今后的发展,讨论了UV激光的局限性。 本文还对UV激光工具和CO2激光工具进行了比较,阐明了二者在哪些方面是可以竞争的,在哪些方面是不可竞争的,以及在哪些方面二者可以综合应用作为 互补的工具。 UV与CO2的对比 UV激光工具不仅与CO2的波长不同,而且各自在加工材料,如像PCB和基板,也是两种不同的工具。光点尺寸小于10倍,较短的脉冲宽度和极高频使得在一般的钻孔应用中不得不使用不同的操作方法,并且为不同的应用开辟了其它的 窗口。 表1给出了目前激光系统中通常采用的两种激光装置的最主要技术特性的比 较。 表1:CO2激光与UV激光钻孔技术特性比较 UV在极小的脉冲宽度内具有高频和极大的峰值功率。工作面上光点尺寸决定了能量密度。CO2能量密度达到50~70J/cm2,而UV激光由于光点尺寸小得多,所 以能量密度可达50~200J/cm2。

由于UV光点尺寸比目标孔直径还要小,激光光束以一种所谓的套孔方式聚焦 于孔的目标直径内。 图1给出了套孔方式。 图1 套孔方式示意图 对于UV激光,钻一个完整的孔所需的脉冲数在30到120之间,而CO2激光则只需2到10个脉冲。UV激光的频率要比CO2的高5到15倍。在去除了顶部铜层后,可使用第二步,通过扩大的光点清理孔中的灰色区域。 当然还可使用UV激光进行冲压,不过光点的大小决定了能量密度,且不同材料的烧蚀极限值决定了所需的最小能量密度。这样根据不同材料的烧蚀极限就可 导出UV冲压方式使用和最大光点尺寸。 由于UV激光所具有的能量,目前仅将冲压方式用于孔直径小于75im、烧蚀极限极低的软材料如TCD,或用于小焊盘开口的阻焊膜烧蚀。 通过套孔方式将必要的能量带进孔内的时间在很大程度上取决于孔自身尺寸,孔直径越小,UV激光工具就钻的越快。CO2与UV激光之间的切换点为75到50im 的孔直径之间。 CO2激光的三种局限性: 第一:由于10im光波在孔边缘的绕射,需要考虑最小的孔尺寸。 第二:在铜上该波长的反射。 第三:厚度达波长1/2的底层铜上的残留物。 波长短得多的且在铜上有较高吸收率的UV激光就不存在上述三种局限性,因此,UV激光就成为一种理想的工具,它可用来在涂覆了任意一种铜材料的高档PCB 和基板即高密度互连技术(HDI)上钻小孔。 HDI一瞥

脉冲宽度对激光打孔的影响分析

脉冲宽度对激光打孔的影响分析 采用不同脉宽的激光打孔,产生的现象和打孔原理有很大的区别,不仅如此,即使采用自由震荡的中等功率脉冲激光打孔,对打孔的尺寸和孔的质量也有非常大的影响。从计算公式中得到的孔深、孔径与激光脉宽无关,只与激光束的脉冲能量及聚焦情况有关,这是由于采用准稳定破坏模型忽略了材料的飞溅物对激光的屏蔽作用,使用这样推到的公式描述孔的形成过程是比较粗糙的。通过试验分析表明,在激光脉冲能量恒定时,激光脉宽的变化不仅带来 采用不同脉宽的激光打孔,产生的现象和打孔原理有很大的区别,不仅如此,即使采用自由震荡的中等功率脉冲激光打孔,对打孔的尺寸和孔的质量也有非常大的影响。从计算公式中得到的孔深、孔径与激光脉宽无关,只与激光束的脉冲能量及聚焦情况有关,这是由于采用准稳定破坏模型忽略了材料的飞溅物对激光的屏蔽作用,使用这样推到的公式描述孔的形成过程是比较粗糙的。通过试验分析表明,在激光脉冲能量恒定时,激光脉宽的变化不仅带来打孔尺寸的变化,而且对孔壁表面的质量也有很大的影响,表1给出在激光能量近似相等时,改变脉宽对打孔尺寸的影响情况: 能量/J 脉宽/ms孔径/mm 孔深/mm 深径比 5.4 0.25 0.42 1.2 2.9 5.1 0.35 0.39 1.3 3.3 5.9 0.55 0.38 1.5 3.9 5.7 0.75 0.36 1.6 4.4 5.4 0.85 0.30 1.8 6.0 5.0 1.15 0.26 1.6 6.1 表1:在激光能量近似相等时,改变脉宽对打孔尺寸的影响 一般采用脉宽在0.2~1.2ms之间的自由震荡运转的激光器打孔。现假定激光的能量不变,当采用长脉宽打孔时,因为时间拉长,光通量密度降低,材料的蒸发减弱,熔化的比例居上,因此材料去除就减少。一旦光照结束,熔化的材料又重新凝固,形成再筑层,使孔径、孔深都减小。而再筑层使孔内壁质量也较差,波纹度增加,而且有积瘤,严重的会赌孔。 如果选用脉宽小于0.1ms打孔,同时光能量密度较小(针对自由震荡激光器而言)就会因为激光作用时间太短,还未进入准稳定蒸发状态,激光照射就已经结束,因而打不出孔来。 由表1可以看出,在激光束的脉冲能量基本稳定的情况下,当脉宽由0.25ms增加到0.85ms时,孔深增加了50%,孔径减小了30%,因而深径比增加了一倍左右。孔深增加是因为保持一定的能量而加大脉宽时,必须减小泵浦速率,这样激光束的高阶横模不容易起振,光束发散角较小,从而减小了材料汽化的比率,液相多而不易被排走,故使孔径减小。 脉宽的选择是由孔的要求而定的:打深而小的孔,宜选用较长的脉冲宽度;打打大而浅的孔,则宜选用较短的脉冲宽度。 在加工高质量孔的时候,宜选用较短的脉冲宽度,因为这样可以避免孔壁堆积熔融物,却会降低打孔的重复稳定性。另外由于短脉冲打孔,材料汽化剧烈,被排出的材料蒸汽较浓,因而加剧了对后面光束的屏蔽及散射作用,同样也会降低高重复稳定性。因此选用0.3~0.6ms脉宽对大多数情况下都是适宜的。 从材料受热变形及产生热应力裂纹的角度考虑:脉宽增大,会使较多的热作用于材料的非破坏性加热,使材料变形大,热应力大,易出现裂纹。因此对于导热性差的材料打孔尽量采用短脉宽。

激光药物打孔机说明书

控释制剂药片自动激光高速打孔 装置 Laser Drilling With High Speed For Osmotic Drug Delivery 型号: JK150-6/4-AD 说 明 书 发明专利:200610096734.X 200610096440.7 实用新型专利:200620073834.6 200620074990.4 200820032034.9 200820032033.4 南京瑞驰电子技术工程实业有限公司

第一章概况 1.1 概述 控释药物是一种在表面包有渗透膜的片状制剂。通常需在渗透膜上打出释药小孔,制剂服用后,水分子渗过渗透膜进入制剂片芯,使渗透泵吸收水分子后膨胀,产生压差,使药物通过渗透膜上已打出的释放小孔持续释放,达到稳定控释药物的目的,因此渗透膜上的释药小孔对于控释药物制剂释放质量至关重要。结合我公司较强的产品研发能力,以及对药厂及各药研究所的合作,经过多次的反馈和修改,并得到合作单位的认可。因此形成了一套独特的见解和特点。并获得两项国家发明专利和四项实用新型专利的最新技术产品,从而打破国外的技术垄断的制约,拓展国内渗透泵控释技术的发展空间提供一个平台。

1.2 技术性能 工作电压:380VAC,50/60Hz(三相四线或三相五线);功率消耗:最大4KW; 激光器型号:GEM 系列CO2脉冲激光器; 激光波长:10.55μm - 10.63μm; 发散量:7.5 ±0.5 mrad; 激光直径:1.8 ±0.2mm; 谐振腔使用寿命:>15000 小时; 环境温度:5 - 40℃; 环境海拔:<2000 米; 环境湿度:不结露; 空压气消耗量:0.5 m3 /h; 孔数:1-2 孔; 孔径、孔深可调,孔径:0.2 - 1.2MM, 孔深:0.2 - 1.0MM; 药片接触面为304不锈钢,非接触面为316不锈钢。

激光钻孔原理讲解

雷射成孔的商用机器,市场上大体可分为:紫外线的Nd :YAG雷射机(主要供应者为美商ESI公司;红外线的C02雷射机(最先为Lumonics,现有日立、三菱、住友等;以及兼具UV/IR之变头机种(如Eecellon之2002型等三类。前者对3mil以下的微孔很有利,但成孔速度却较慢。次者对4~8mil的微盲孔制作最方便,量产速度约为YAG机的十倍,后者是先用YAG头烧掉全数孔位的铜皮,再用CO2头烧掉基材而成孔。若就行动电话的机手机板而言,CO2雷射对欲烧制4~6mil的微盲孔最为适合,症均量产每分钟单面可烧出6000孔左右。至於速度较的YAG雷射机,因UV光束之能量强且又集中故可直接打穿铜箔,在无需“开铜窗”(Conformal Mask 之下,能同时烧掉铜箔与基材而成孔,一般常用在各式’对装载板” (Package Substrste 4mil以下的微孔,若用於手机板的4~6mil 微孔似乎就不太经济了。以下即就雷射成孔做进一进步的介绍与讨论。 、雷射成孔的原理 雷射光是当:射线”受到外来的刺激,而增大能量下所激发的一种强力光束,其中红外光或可见光者拥有热能,紫外光则另具有化学能。射到工作物表面时会发生反射(Refliction吸收(Absorption及穿透(Transmission等三种现象,其中只有被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用又分为热与光化两种不同的反应,现分述於下: 1、光热烧蚀Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮的热能,被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物,而将之去除成孔的原理,称为“光热烧蚀”。此烧蚀的副作用是在孔壁上的有被烧黑的炭化残渣渣(甚至孔缘铜箔上也会出现一圈高熟造成的黑氧化铜屑,需经后制程Desmear清除,才可完成牢固的盲孔铜壁。 2、光化裂蚀Photochemical Ablation

激光钻孔原理

雷射成孔的商用机器,市场上大体可分为:紫外线的Nd:YAG雷射机(主要供应者为美商ESI公司);红外线的CO2雷射机(最先为Lumonics,现有日立、三菱、住友等);以及兼具UV/IR之变头机种(如Eecellon之2002型)等三类。前者对3mil以下的微孔很有利,但成孔速度却较慢。次者对4~8mil的微盲孔制作最方便,量产速度约为YAG机的十倍,后者是先用YAG头烧掉全数孔位的铜皮,再用CO2头烧掉基材而成孔。若就行动电话的机手机板而言,CO2雷射对欲烧制4~6mil的微盲孔最为适合,症均量产每分钟单面可烧出6000孔左右。至於速度较的YAG雷射机,因UV光束之能量强且又集中故可直接打穿铜箔,在无需“开铜窗”(Conformal Mask)之下,能同时烧掉铜箔与基材而成孔,一般常用在各式“对装载板”(Package Substrste)4mil以下的微孔,若用於手机板的4~6mil微孔似乎就不太经济了。以下即就雷射成孔做进一进步的介绍与讨论。 一、雷射成孔的原理 雷射光是当:“射线”受到外来的刺激,而增大能量下所激发的一种强力光束,其中红外光或可见光者拥有热能,紫外光则另具有化学能。射到工作物表面时会发生反射(Refliction)吸收(Absorption)及穿透(Transmission)等三种现象,其中只有被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用又分为热与光化两种不同的反应,现分述於下: 1、光热烧蚀Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮的热能,被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物,而将之去除成孔的原理,称为“光热烧蚀”。此烧蚀的副作用是在孔壁上的有被烧黑的炭化残渣渣(甚至孔缘铜箔上也会出现一圈高熟造成的黑氧化铜屑),需经后制程Desmear清除,才可完成牢固的盲孔铜壁。 2、光化裂蚀Photochemical Ablation 是指紫外领域所具有的高光子能量(Photon Energy),可将长键状高分子有机物的化学键(Chemical Bond)予以打断,於是在众多碎粒造成体积增大与外力抽吸之下,使板材

激光打孔(论文)

激光打孔技术 班级:XX 作者:周欣指导老师:XX 摘要: 激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的主要应用领域之一。随着近代工业和科学技术的迅速发展,使用硬度大、熔点高的材料越来越多,而传统的加工方法已不能满足某些工艺需求, 而用激光打孔则不难实现。激光束在空间和时间上的高度集中,可以将光斑直径缩小到微米级从而获得很高的功率密度,几乎可以对任何材料进行激光打孔。 关键词: 激光打孔 一.激光打孔的原理 激光束打孔机一般由固体激光器、电气系统、光学系统和三坐标移动工作台等四大部分组成。 1)固体激光器工作原理 当激光工作物质钇铝石榴石受到光泵(激励脉冲氙灯)的激发后,吸收具有特 定波长的光,在一定条件下可导致工作物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒 子数,这种现象称为粒子数反转。 一旦有少量激发粒子产生受激辐射跃迁,就会造成光放大,再通过谐振腔内 的全反射镜和部分反射镜的反馈作用产生振荡,最后由谐振腔的一端输出激 光。激光通过透镜聚焦形成高能光束照射在工件表面上,即可进行加工。2)电气系统包括对激光器供给能量的电源和控制激光输出方式(脉冲式或连续 式等)的控制系统。在后者中有时还包括根据加工要求驱动工作台的自动控制 装置。 3)光学系统的功能是将激光束精确地聚焦到工件的加工部位上。为此,它至少含有激光聚焦装置和观察瞄准装置两个部分。 4)投影系统用来显示工件背面情况,在比较完善的激光束打孔机中配备。

5)工作台由人工控制或采用数控装置控制,在三坐标方向移动,方便又准确地 调整工件位置。 工作台上加工区的台面用玻璃制成,因为不透光的金属台面会给检测带来不 便,而且台面会在工件被打穿后遭受破坏。工作台上方的聚焦物镜下设有吸、 吹气装置,以保持工作表面和聚焦物镜的清洁。 二、激光打孔的特点 激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的主要应用领域之一。随着近代工业和科学技术的迅速发展,使用硬度大、熔点高的材料越来越多,而传统的加工方法已不能满足某些工艺需求。例如,在高熔点金属钼板上加工微米量级孔径,在硬质碳化钨上加工几十微米的小孔;在红、蓝宝石上加工几十微米的深孔以及金刚石拉丝模具、化学纤维的喷丝头等。这一类的加工任务用常规的机械加工方法很难,有时甚至是不可能的,而用激光打孔则不难实现。激光束在空间和时间上的高度集中,可以将光斑直径缩小到微米级从而获得很高的功率密度,几乎可以对任何材料进行激光打孔。 激光打孔技术与机械钻孔、电火花加工等常孔打孔手段相比,具有显著的优点:(1)激光打孔速度快,效率高,经济效益好 由于激光打孔是利用功率密度为l07-109W/cm2的高能激光束对材料进行瞬时作用,作用时间只有0.001-0.00001s,因此激光打孔速度非常快。将高效能激光器与高精度的机床及控制系统配合,通过微处理机进行程序控制,可以实现高效率打孔。在不同的工件上激光打孔与电火花打孔及机械钻孔相比,效率提高l0-1000倍。 (2)激光打孔可获得大的深径比 小孔加工中,深径比是衡量小孔加工难度的-个重要指标。对于用激光束打孔来说,激光束参数较其它打孔方法草便于优化,所以可获得比电火花打孔及机械钻孔大得多的深径比。一般情况下,机械钻孔和电火花打孔所获得的深径比值不超过10。 (3)激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行 高能量激光束打孔不受材料的硬度、刚性、强度和脆性等机械性能限制,它既适于金属材料,也适于一般难以加工的非金属材料,如红宝石、蓝宝石、陶瓷、人造金刚石和天然金刚石等。由于难加工材料大都具有高强度、高硬度、低热导率、加工易硬化、化学亲和力强等性质,因此在切削加工中阻力大、温度高、工具寿命短,表面粗糙度差、倾斜面上打孔等因素使打孔的难度更大。而用激-光在这些难加工材料上打孔,以上问题将得到解决。我国钟表行业所用的宝石轴承几乎全部是激光打孔。人造金刚石和天然金刚石的激光打孔应用也非常普遍。用YAG激光在厚度为5.5mm的硬质合金上打孔,深径比高达l4:1,而在1l.5mm 厚的65Mn上可打出深径比为l9:1的小孔。在l0mm厚的坚硬的氮化硅陶瓷上可容易地打出直径为0.6mm的小孔,这都是常规打孔手段无法办到的。特别是在弹性材料上,由于弹性材料易变形,很难用一般方法打孔。

激光打孔加工

金属激光打孔加工 激光打孔加工产品图 精密激光打孔产品图和激光打孔加工设备介绍,激光打孔加工速度快,无毛刺,激光打孔加工产品可实现自动化生产 1.喷油嘴细孔--激光打孔加工 2.不锈钢精密细孔--激光打孔加工

3.平板电脑喇叭孔--激光打孔加工 4.不锈钢圆管花洒水平面垂直孔---激光打孔加工

激光打孔主要进行金属非接触打孔,最小孔径可达到0.01mm,适合普通金属及合金(铁、铜、铝、镁、锌等所有金属),稀有金属及合金(金、银、钛)等材料的打孔。 根据小孔的尺寸范围划分为六档: 小孔:1.00~3.00(mm) 次小孔:0.40~1.00(mm) 超小孔:0.1~0.40(mm) 微孔:0.01~0.10(mm) 次微孔:0.001~0.01(mm) 超微孔:<0.001(mm) 要了解设备的可以找我,橙色数字(王经理)专业激光打孔/割切/焊接加工设备厂家,也可承接激光加工. 2.激光打孔设备介绍 (1)激光打孔的机理 激光束是一种在时间上和空间上高度集中的光子流束,其发散角极小、聚焦性能良好,采用光学聚焦系统,可以将激光束会聚到微米量级的极小范围内,其功率密度可高达,当这种微细的高能激光束照射到工件上时,由于这种高强热源对材料加热的结果,可使得照射区内的温度瞬时上升到一万度以上,从而引起被照射区内的材料瞬时熔化并大量汽化蒸发,气压急剧上升,高速气流猛烈向外喷射,在

照射点上立即形成一个小阻坑。随着激光能量的不断输入,阻坑内的汽化程度加剧,蒸气量急剧增多气压骤然上升,对阻坑的四周产生强烈的冲击波作用,致使高压蒸气带着溶液,从凹坑底部高速向外喷射,火花飞溅,如同产生一种局部微型爆炸那样,利用辅助气体吹走激光熔化的范围,在工件上迅速打出孔来. (2)激光打孔设备组件 激光打孔设备主要由激光器、电源、光学传输系统,聚焦系统、观察对准系统、工作台,检控装置等部分组成。激光打孔用的激光器有固体激光器和气体激光器两大类。

激光切割和激光打孔

激光切割和激光打孔 激光器可以完成各种不同的切割任务。从在半导体芯片上生成只有几微米的切口,到高质量地切割 30 毫米钢板。在激光打孔时,激光束无接触地在金属、塑料、纸张和石头上生成细微的或者较大的孔眼。 激光切割的原理 聚焦的激光束照射到工件上,将材料加热,使其熔化或者蒸发。一旦激光束将工件完全穿透,就开始了切割工艺:激光束沿着工件轮廓移动,不断地熔化工件材料。在大多数情况下,气流将熔体从切口中向下挤出。切口的宽度不会比聚焦的激光束宽多少。 在激光打孔时,短脉冲激光以很高的功率密度将工件材料熔化和蒸发。由此产生的高压将熔体从孔眼中向下排出。 氧炔切割 激光氧炔切割是一种大量应用于建筑钢材切割的标准工艺。

氧炔切割需要氧气作为切割气体。在最大6 bar 的压力下,将氧气吹入切口。被加热的金属在切口中与氧气发生反应。氧化反应释放出大量能量,最高可达激光能量的五倍,帮助激光束实现切割。氧炔切割可以加快切割速度,并且可以加工比较厚的金属板。例如可以切割厚度超过30 mm 的建筑用钢板。 激光熔融切割 激光熔化切割可以切割所有可熔化的材料,例如金属。 工艺决定了加工结果:采用等离子体支持的熔融切割速度快、表面粗糙(后),采用传统的熔融切割速度慢、表面光滑(前)。 在激光熔化切割时,通常使用氮气或者氩气作为切割气体。在 2 到 20 bar 压力的推动下,切割气体穿过切口。氩气和氮气都是惰性气体。这意味着,这两种切割气体不与切口中的熔化金属发生反应,而是只向下排出。同时,切割气体将切边与空气隔离。 优点是,切边不被氧化,不必再作后续加工。但是,在切割时只有激光束的能量起作用。 在加工金属薄板时,切割速度和在气割时一样快。对于加工比较厚的金属板以及在穿孔时,加工速度就比气割慢了一些。某些切割设备可以用氧气进行穿孔,然后用氮气进行切割。

激光打孔机

机型简介: 激光打孔机是利用激光技术和数控技术设计而成的一种打孔专用设备。 具有激光功率稳定、光束模式好、峰值功率高、高效率、低成本、安全、稳定、操作简便等特点。 咨询:一三四三零七二零九七零 QQ:一一八五九四零八一七 根据小孔的尺寸范围划分为六档: 小孔:1.00~3.00(mm); 次小孔:0.40~1.00(mm); 超小孔:0.1~0.40(mm); 微孔:0.01~0.10(mm); 次微孔:0.001~0.01(mm); 超微孔:<0.001(mm)。

适用材料和行业应用: 激光打孔主要进行金属非接触打孔; 最小孔径可达到0.01mm,适合普通金属及合金(铁、铜、铝、镁、锌等所有金属),稀有金属及合金(金、银、钛)等材料的打孔。

广泛应用于: 汽车喷油嘴,细孔穿孔,吸嘴,雾化器,精密模具,航天电子,微晶电路板,滤网滤芯,激光冲孔筛网,微孔滤膜,微孔曝气管,金属微孔管,微孔膜过滤器,内燃机燃油喷嘴,手表夹板,飞机透平叶片,探测器,传感器,喷油孔,冲孔铝板,微孔增氧机,微孔振荡器,微孔网,雾化喷嘴,发动机喷油嘴,喷油嘴,喷气嘴,微孔板,穿孔板,吸音板,微孔过滤器,微孔过滤网,微孔筛,不锈钢过滤网,滤清器,激光打孔网,喷枪喷嘴,化纤喷丝板,电子计算机打印头,细胞过滤器,电视机障板,天象仪星孔板,激光细孔网,精密细孔,SMT吸嘴,CPU 端子模,小孔吸嘴,燃烧器,过滤孔, --------------------------------- 激光打孔机技术指标: 型号:XH-B200; 技术参数: 激光功率:200W; 激光波长:1064NM;

激光钻孔工艺介绍

随着微电子技术的飞速发展,大规模和超大规模集成电路的广泛应用,微组装技术的进步,使印制电路板的制造向着积层化、多功能化方向发展,使印制电路图形导线细、微孔化窄间距化,加工中所采用的机械方式钻孔工艺技术已不能满足要求而迅速发展起来的一种新型的微孔加工方式即激光钻孔技术。 一激光成孔的原理 激光是当“射线”受到外来的刺激而增加能量下所激发的一种强力光束,其中红外光和可见光具有热能,紫外光另具有光学能。此种类型的光射到工件的表面时会发生三种现象即反射、吸收和穿透。 透过光学另件击打在基材上激光光点,其组成有多种模式,与被照点会产生三种反应。 激光钻孔的主要作用就是能够很快地除去所要加工的基板材料,它主要靠光热烧蚀和光化学烧蚀或称之谓切除。 (1)光热烧蚀:指被加工的材料吸收高能量的激光,在极短的时间加热到熔化并被蒸发掉的成孔原理。此种工艺方法在基板材料受到高能量的作用下,在所形成的孔壁上有烧黑的炭化残渣,孔化前必须进行清理。 (2)光化学烧蚀:是指紫外线区所具有的高光子能量(超过2eV电子伏特)、激光波长超过400纳米的高能量光子起作用的结果。而这种高能量的光子能破坏有机材料的长分子链,成为更小的微粒,而其能量大于原分子,极力从中逸出,在外力的掐吸情况之下,使基板材料被快速除去而形成微孔。因此种类型的工艺方法,不含有热烧,也就不会产生炭化现象。所以,孔化前清理就非常简单。 以上就是激光成孔的基本原理。目前最常用的有两种激光钻孔方式:印制电路板钻孔用的激光器主要有RF激发的CO2气体激光器和UV固态Nd:YAG激光器。 (3)关于基板吸光度:激光成功率的高低与基板材料的吸光率有着直接的关系。印制电路板是由铜箔与玻璃布和树脂组合而成,此三种材料的吸光度也因波长不同有所不同但其中铜箔与玻璃布在紫外光0.3mμ以下区域的吸收率较高,但进入可见光与IR后却大幅度滑落。有机树脂材料则在三段光谱中,都能维持相当高的吸收率。这就是树脂材料所具有的特性,是激光钻孔工艺流行的基础。 二 CO2激光成孔的不同的工艺方法 CO2激光成孔的钻孔方法主要有直接成孔法和敷形掩膜成孔法两种。所谓直接成孔工艺方法就是把激光光束经设备主控系统将光束的直径调制到与被加工印制电路板上的孔直径相同,在没有铜箔的绝缘介质表面上直接进行成孔加工。敷形掩膜工艺方法就是在印制板的表面涂覆一层专用的掩膜,采用常规的工艺方法经曝光/显影/蚀刻工艺去掉孔表面的铜箔面形成的敷形窗口。然后采用大于孔径的激光束照射这些孔,切除暴露的介质层树脂。现分别介绍如下: (1)开铜窗法: 首先在内层板上复压一层RCC(涂树脂铜箔)通过光化学方法制成窗口,然后进行蚀刻露出树脂,再采用激光烧除窗口内基板材料即形成微盲孔:

激光打孔

激光打孔 一、激光打孔简介: 激光打孔利用激光束高能量,高相干性,高光束质量的特点, 通过聚焦系统经而易举地可将光斑直径缩小到微米级,从而获得 100~1000W/cm2的激光功率密度。如此高的功率密度几乎可以在 任何材料实行激光打孔。打孔加工技术广泛应用于众多工业加工工 艺中,使得硬度大、熔点高的材料越来越多容易加工。例如,在聚 晶金刚石,高熔点金属钼板,高温合金,陶瓷,上加工微米量级孔 径;在硬质碳化钨上加工几十微米的小孔;在红、蓝宝石上加工几 十微米的深孔以及金刚石拉丝模具、化学纤维的喷丝头,在不锈钢 板上打筛网孔等,激光束以一定的形状及精度重复照射到工件固定 的一点上。 在和辐射传播方向垂直的方向上,没有光束和工件的相对位 移。复制法包括单脉冲和多脉冲。目前一般采用多脉冲法,其特 点是可使工件上能量的横向扩散减至最小,并且有助于控制孔的 大小和形状。毫秒级的脉冲宽度可以使足够的热量沿着孔的轴向 扩散,而不只被材料表面吸收。激光束形状可用光学系统获得。 如在聚焦光束中或在透镜前方放置一个所需形状的孔栏,即可以 打出异形孔。加工表面形状由激光束和被加工工件相对位移的轨迹决定。用轮廓迂回法加工时,激光器既可以在脉冲状态下也可以在连续状态下工作。用脉冲方式时,由于孔以一定的位移量连续的彼此迭加,从而形成一个连续的轮廓。采用轮廓加工,可把孔扩大成具有任意形状的横截面。 激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的主要应用领域之一。随着近代工业和科学技术的迅速发展,使用硬度大、熔点高的材料越来越多,而传统的加工方法已不能满足某些工艺要求。例如,在高熔点金属钼板上加工微米量级孔径;在硬质碳化钨上加工几十微米的小孔;在红、蓝宝石上加工几百微米的深孔以及金刚石拉丝模具、化学纤维的喷丝头等。这一类的加工任务用常规机械加工方法很困难,有时甚至是不可能的,而用激光 打孔则不难实现。激光束在空间和时间上高度集中,利用透镜聚 焦,可以将光斑直径缩小到微米级从而获得105-1015W/cm2的激 光功率密度。如此高的功率密度几乎可以在任何材料实行激光打 孔,而且与其它方法如机械钻孔、电火花加工等常规打孔手段相 比,具有以下显著的优点:1)激光打孔速度快,效率高,经济效益好。 由于激光打孔是利用功率密度为l07-109W/cm2的高能激光束对材 料进行瞬时作用,作用时间只有10-3-10-5s,因此激光打孔速度非 常快。将高效能激光器与高精度的机床及控制系统配合,通过微处 理机进行程序控制,可以实现高效率打孔。在不同的工件上激光打 孔与电火花打孔及机械钻孔相比,效率提高l0-1000倍。 二、现代激光打孔技术 激光打孔、不锈钢激光打孔、陶瓷激光打孔、激光精密打孔,主要用于不锈钢、陶瓷、

激光设备技术人员基本技能培训

激光设备技术人员基本技能培训资料 总纲: 1.激光基本理论 2.设备运行原理机构造 3.设备的使用及参数调节 4.打标软件的使用及参数的含义 5.coreldraw9&AutoCAD软件的作图 6.激光光路的调整及耗材的使用 7.打标工艺的制作 8.设备的保养及维护 一激光基本理论 光学基本概念: 光的量子学说认为,光是一种以光速c运动的光子流。光子和其他基本粒子一样,具有能量,动量和质量。它同时也具有波动属性(频率,波矢,偏振等)所以光是同广播,射线一样的电磁波,激光也是如此,具有电磁波的一切通性,比如频率,波长,成像,反射,折射,偏振,散射,衍射等特性 电磁波的划分 可见光的波长在400-700nm,人眼最易感受的是555nm的黄绿光,光的波长变短,光子的能量增大。自然光和激光的区别:相干性,激光是相位确定的光,这种光称作相干光。 激光的特性: 高亮度激光器的亮度是太阳光亮度值的106倍,这是因为激光的发光截面,立体发散角都很小,而输出功率又很大的缘故。 高方向性高方向性是指光束的发散角很小,能够使激光传递较长距离的同时,还能保证聚焦到极高的功率密度,其中基模,高斯模的光束直径和发散角最小。

高单色性单色性即指激光光谱线的线宽很窄,高单色性才能保证光束的精确聚焦,得到很高的功率密度。 高相干性相干性主要描述光波各个部分的相位关系,有空间相干性和时间相干性。 激光产生的原理: 原子能级 如果粒子获取外部能量从下能级激发至上能级,即使不受外部的任何刺激,处于激发能级的原子,分子都会自发的跃迁到基态,此时释放出相当于能量为两能级之差,为vnm的光子 自激辐射 如果粒子获取外部能量从下能级激发至上能级,即使不受外部的任何刺激,处于激发能级的原子,分子都会自发的跃迁到基态,此时释放出相当于能量为两能级之差,为vnm的光子 受激辐射 若处于激发态的原子在自发辐射之前,受到相当于两个能级间频率为vnm的外来光子的作用,则会受激并沿入射光方向辐射出光子 反转分布 将高能级上的原子密度大于低能级上的原子密度的状态称为反转分布 光学谐振腔 为了使光在介质中能够多次往复运动,在激光介质的两侧各放置一块反射镜,通过校正反射镜的光轴,使光在介质中能够多次往复运动,以此不断放大,当光增益超过镜面和介质中的损耗时,便形成了振荡,以上使光的电磁场始终维持在内部的装置称为光学谐振腔 模式 纵模和横模 通常把腔内光场的分布分解为沿着光传播方向的分布(频率分布)和垂直于传播方向的某截面上的分布(光强分布)分别称作纵模和横模 在形成稳定的激光振荡时,在光束横截面上的光强分布就是横模,记做TEMmn模式,m表示水平n表示垂直,光强分布为高斯函数。 模式是判断激光调整好坏的标准,其中TEM00模是最好的。一般很难得到,激光振荡常见的高阶TEMmn模式是由偏离光轴的光波形成的,因此,使用精密的光轴调整及光栏就可以很容易剔除掉高阶模。CO2激光的模式基本是TEM00模,可通过热敏纸观察,固体YAG激光的模式比较差,可以通过激光转换片粗略观察。 激光器的基本结构 激光器主要由工作介质,泵浦源,谐振腔三大要素构成,此外还可添加光控因子。

激光打孔机和打孔原理

激光打孔机和打孔原理 1.精度高:适用于精密配件的切割和各种工艺字、画的精细切割。 2、速度快:是线切割的100倍以上。 3、热影响区小,不易变形。切缝平整、美观,无需后序处理。 4、性价比极高:价格只有同类性能CO2激光切割机的1/3,及同等功效数控冲床的2/5。 5、使用成本很低:仅为同类CO2激光激光切割机的1/8-1/10,每小时成本仅为18元左右,CO2激光切割机每小时成本为150-180元左右。 6、后续维护费用很低:仅为同类CO2激光切割机的1/10~1/15,及同等功效数控冲床的1/3~1/4。 7、性能稳定,保证持续生产。固体激光器是激光领域最稳定最成熟产品之一。 适用材料:不锈钢、碳钢、合金钢、弹簧钢、铜板、铝板、金、银、钛等金属板材及管材

配备了高精密电子手轮对焦系统 代替了传统的运动工作台上下升降机构,跟光具座上下升降机构避免工作台上下移动时 带来的位置变化,自身振动和光具座上下移动时对光路的振动 防震 机身结构具有防震动功能,光具座跟机身有减震功能,减小了光路调整次数,使机器更加的稳定,工作台采用跟机器融入一体的设计,很好的结合在一起,使工作台平稳度更加可靠,高速运行无晃动现象。 激光电源

散热系统加装6个外置风机,内部空间大,使电源更好的散热,搭载了功率负反馈, 能量更稳 YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点,但能量效率低一般<3%,目前产品的输出功率大多在600W以下,由于输出能量小,主要用于打孔和点焊及薄板的切割。它的绿色的激光束可在脉冲或连续波的情况下应用,具有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效,也可用于切削、焊接和光刻等。YAG固体激光切割机激光器的波长不易被非金属吸收,故不能切割非金属材料,且YAG固体激光切割机需要解决的是提高电源的稳定性和寿命,即要研制大容量、长寿命的光泵激励光源,如采用半导体光泵可使能量效率大幅度地增长。 激光切割机切割过程中添加与被切材料相适合的辅助气体。钢切割时用氧作为辅助气体与溶融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体。进入喷嘴的辅助气体还能冷却聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。 大多数有机与无机物都可以用激光切割。在工业制造占有分量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它具有什么样的硬度,都可进形无变形切割。 金属切割机切割无毛刺,皱折、精度高,优于等离子切割。对许多机电制造行业来说,由于微机程序的现代化激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件(工件图纸也可修改),它往往比冲切、模压工艺更被优先选用;尽管它加工速度慢于模冲,但它没有模具消耗,无需修理模具,还节约更换模具时间,从而节省加工费用,降低产品成本,所以从总体上讲在经济上更为合算。 另一方面,从如何使模具适应工件设计尺寸和形状变化角度看,激光切割也可发挥其精确、重现性好的优势。作为层叠模具的优先制造手段,由于不需要高级模具制作工,激光切割运转费用也并不昂贵,因此还能显着地降低模具制造费用。激光切割模具还带来的附加好处是模具切边会产生一个浅硬化层(热影响区),提高模具运行中的耐磨性。激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来优势,由此提高了使用寿命。

激光打孔

激光打孔 佛山市富兰激光科技有限公司简称:富兰激光 导语:随着科学科技的飞速发展,各行业中带有小孔的零件材料越来越多,并且对孔的精度和尺寸要求越来越高,孔径越来越小。而且,工件的材料也越 来越多样化,使用硬度大、熔点高的材料越来越多,而传统的加工方法已不能满足某些工艺要求。这一类的加工任务用常规机械加工方法很困难,有时甚至是 不可能的,而用激光打孔则不难实现。 正文: 精密激光打孔加工设备介绍: 精密激光打孔所用的设备是激光打标机(也叫:激光刻字机、镭射机、镭 雕机、激光打号机、激光标刻机、激光打码机、激光雕刻机等等),可以在纺 织面料、皮革、纸制品、金属制品、塑料制品、玻璃制品等金属及非金属材质 上进行非接触式打孔、切割、打标等操作,最小孔径可达到0.01mm。 激光打孔技术具有速度快、效率高、环保、操作简单、应用领域广泛、打 孔处光滑无毛刺、可实现自动化生产等优点。 激光打孔的机理: 激光束是一种在时间上和空间上高度集中的光子流束,其发散角极小、聚 焦性能良好,采用光学聚焦系统,可以将激光束会聚到微米量级的极小范围内,其功率密度极高,当这种微细的高能激光束照射到工件上时,可使得照射区内 的温度瞬时上升到一万度以上,从而引起被照射区内的材料瞬时熔化并大量汽 化蒸发,气压急剧上升,高速气流猛烈向外喷射,在照射点上立即形成一个小 阻坑。随着激光能量的不断输入,阻坑内的汽化程度加剧,蒸气量急剧增多, 气压骤然上升,对阻坑的四周产生强烈的冲击波作用,致使高压蒸气带着溶液,从凹坑底部高速向外喷射,利用辅助气体吹走激光熔化的范围,在工件上迅速打出孔来。 激光打孔技术: 激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的主要应用领 域之一。激光束在空间和时间上高度集中,利用透镜聚焦,可以将光斑直径缩 小到微米级从而获得特别高的激光功率密度。如此高的功率密度几乎可以在任 何材料实行激光打孔。 激光打孔的优势: 激光打孔机与传统打孔工艺相比,具有以下一些优点: 1、速度快,效率高; 2、可在硬、脆、软等各类材料上进行; 3、激光打孔无工具损耗;

激光打孔的特点及工艺介绍

激光打孔的特点及工艺介绍 2006年7月5日10:19 来源:武汉华工激光工程有限责任公司 一、激光打孔的特点。 激光打孔是最早达到实用化的激光加工技 术,也是激光加工的主要应用领域之一。随 着近代工业和科学技术的迅速发展,使用硬 度大、熔点高的材料越来越多,而传统的加 工方法已不能满足某些工艺需求。例如,在 高熔点金属钼板上加工微米量级孔径,在硬 质碳化钨上加工几十微米的小孔;在红、蓝 宝石上加工几十微米的深孔以及金刚石拉 丝模具、化学纤维的喷丝头等。这一类的加工任务用常规的机械加工方法很难,有时甚至是不可能的,而用激光打孔则不难实现。激光束在空间和时间a上的高度集中,可以将光斑直径缩小到微米级从而获得很高的功率密度,几乎可以对任何材料进行激光打孔。 激光打孔技术与机械钻孔、电火花加工等常孔打孔手段相比,具有显著的优点: (1)打孔速度快,效率高,经济效益好。 (2)可获得大的深径比。 (3)可在硬、脆、软等各种材料上进行。 (4)无工具损耗。 (5)适合于数量多、高密度的群孔加工。 (6)可在难以加工的材料倾斜面上加工小孔。 二、激光打孔的分类。 1、复制法。

激光束以一定的形状及精度重复照射到工件固定的一点上,在和辐射传播方向垂直的方向上,没有光束和工件的相对位移。 复制法包括单脉冲和多脉冲。目前一般采用多脉冲法,其特点是可使工件上能量的横向扩散减至最小,并且有助于控制孔的大小和形状。毫秒级的脉冲宽度可以使足够的热量沿着孔的轴向扩散,而不只被材料表面吸收。 激光束形状可用光学系统获得。如在聚焦光束中或在透镜前方放置一个所需形状的孔栏,即可以打出异形孔。 2、轮廓迂回法。 加工表面形状由激光束和被加工工件相对位移的轨迹决定。 用轮廓迂回法加工时,激光器既可以在脉冲状态下也可以在连续状态下工作。用脉冲方式时,由于孔以一定的位移量连续的彼此迭加,从而形成一个连续的轮廓。采用轮廓加工,可把孔扩大成具有任意形状的横截面。 三、激光打孔设备。 1、激光打孔用激光器。 激光器是激光打孔设备的重要组成部分,它的主要作用是将电源系统提供的电能以一定的转换效率转换成激光能。按激光器工作物质性质,可分为气体激光器和固体激光器。用于打孔的气体激光器主要有二氧化碳激光器,而用于打孔的固体激光器主要有红宝石激光器、钕玻璃激光器和YAG激光器。 二氧化碳激光器有许多独特的优点,它的转换效率高于其它激光器,可以为许多非金属材料(如有机玻璃、塑料、木材、多层复合板材、石英玻璃等)所吸收。更为重要的是,二氧化碳激光器与其他激光器相比,可以进行大功率输出。当与其他技术配合时,可以实现高速打孔,最高速度可达100孔/秒,这是其他激光器很难做到的。 虽然如此,但由于二氧化碳激光器的对焦、调光都不方便,设备一次性投资也比较大,在激光打孔设备中不及其他三种激光器应用普遍。 固体激光器以其独特的优点在激光打孔中得到广泛的应用。它的主要优点是:(1)输出波长短。(2)输出的光可用普通的光学材料传递。(3)整机体积小,使用维护方便,价格低于二氧化碳激光器。

相关文档