Nanoszekundumos alatti lézerek kemény és rideg anyagok mikromegmunkálásához

A nem fémes kemény és rideg anyagok közé tartoznak a különféle drágakövek, üvegek, szilíciumkristályok, kvarckristályok, kerámiák, ritkaföldfém-mágneses anyagok stb. Ezeknek az anyagoknak a többsége nem vezető vagy félvezető, és általában nagy keménység jellemzi őket, ridegség, kopásállóság, korrózióállóság, oxidációállóság és magas hőmérsékletállóság. Mivel a nem fémes kemény és rideg anyagok sok fémanyagot tartalmaznak, ezért alkalmazási körének kiváló tulajdonságait nehéz összehasonlítani, a hagyományos építőiparból, a kézműves feldolgozóiparból fokozatosan bővült a repülőgépipar, a gépipar, az autóipar, az elektronika, a vegyipar és más. mezőket. A nem fémes kemény és törékeny anyagok, valamint a felhasználási körének folyamatos bővülése az alacsony hatékonyságú, magas költségű feldolgozásának egyre inkább előtérbe kerül az ellentmondás, ami azt eredményezi, hogy a jelenlegi hagyományos feldolgozási módszerek nem tudnak alkalmazkodni számos iparág igényeihez. A lézer energiasűrűsége akár 108 ~ 1010 W/cm2, közvetlen hatás a nem fémes kemény és rideg anyagok helyi felületére, ami a magas hőmérsékleten olvadó anyag által generált pillanatnyi energiát eredményez, vagy közvetlenül tönkreteszi az anyag molekuláris kötéseit. A hagyományos feldolgozási módszerekkel összehasonlítva a 8-20-szoros hatékonyság, az anyag 20-30 százalékának megtakarítása, nagymértékben csökkentheti a termelési költségeket, javíthatja a feldolgozási pontosságot és a termék minőségét, de képes lerövidíteni a gyártási ciklust, szelektív. feldolgozás és precíziós megmunkálás és egyéb előnyök.

A nanoszekundumos lézerekhez használt hagyományos kemény és törékeny anyagfeldolgozó lézer, az impulzusszélesség általában meghaladja az 5 n-t, hatalmas térfogat, magas környezeti követelmények, rossz stabilitás és termikus hatások, sok anyag feldolgozási hatása nem ideális. Ezenkívül a pikoszekundumos és femtoszekundumos lézerek jobb teljesítményt nyújtanak a mikromegmunkálásban, de drágák és terjedelmesek.

A nagy teljesítményű, nagyfrekvenciás szubnanoszekundumos lézerek a költséghatékony, kvázi ultragyors lézerek egy osztálya, amelyek egyesítik a pikoszekundumos lézerek feldolgozási pontosságát és a hagyományos nanoszekundumos lézerek árelőnyét, amelyek széleskörű alkalmazási kilátásokkal rendelkeznek a precíziós területen. mikromegmunkálás, és az ipari ügyfelek kedvelik.

Alapelv Bevezetés
A kemény és rideg anyagok mikromegmunkálása általában lézerből, CCD kamerából, lézeres kollimációs és fókuszáló és képalkotó optikai rendszerből, galvanométeres vezérlőrendszerből vagy többdimenziós mobil forgóplatformból, bemeneti/kimeneti vezérlőmodulból, számítógépből és vezérlőszoftverből áll. A lézer nagyenergiájú jellemzőinek felhasználása fotonok és anyagok kölcsönhatásával az anyagjelölés, lyukasztás, beírás, vágás, belső faragás és egyéb feldolgozás elérése érdekében; nagy hatékonysága, nagy pontossága, érintésmentessége és egyéb előnyei miatt széles körben használják a mikroelektronikában, a mikromechanikai és mikro-optikai feldolgozásban és más területeken.

Alkalmazáspiac
A kemény és rideg anyagok nagy vonalakban a következőkre oszthatók: félvezető anyagok mikromegmunkálása, kerámia anyag mikromegmunkálása, gyémánt és drágakő jelölés és beírás, átlátszó anyagok mikromegmunkálása (edzett üveg, zafírüveg stb.), vékonyfilmes anyag abláció, átlátszó vezető oxidok és dielektrikum abláció és így tovább.