המצב והסיכוי לטכנולוגיית עיבוד דיוק בלייזר

ניתן למקד את קרן הלייזר לגודל קטן מאוד, מה שהופך אותה למתאימה במיוחד עבור דיוק עיבוד שבבי. אנו מחלקים את טכנולוגיית עיבוד הלייזר הנוכחית לשלוש רמות בהתאם לגודל החומר המעובד ולדרישות הדיוק של העיבוד:

• Technology טכנולוגיית עיבוד לייזר לחומרים בקנה מידה גדול, עם לוחות עבים (כמה מילימטרים עד עשרות מילימטרים) כאובייקט העיקרי, ודיוק העיבוד שלה הוא בדרך כלל ברמת המילימטר או תת המילימטר;
• Technology טכנולוגיית עיבוד שבבי לייזר מדויקת, עם פלטות דקות (0.1 עד 1.0 מ"מ) כאובייקט העיבוד העיקרי, ודיוק העיבוד שלה הוא בדרך כלל בסדר גודל של עשרה מיקרון;
• Technology טכנולוגיית מיקרו ייצור בלייזר, עבור סרטים שונים בעובי של פחות מ 100 מיקרומטר כאובייקט העיבוד העיקרי, דיוק העיבוד שלה הוא בדרך כלל מתחת לרמה של 10 מיקרון או אפילו מתחת למיקרון.

יש לציין כי בתעשיית המכונות, דיוק פירושו בדרך כלל חספוס משטח קטן וטווח סובלנות קטן (כולל מיקום, צורה, גודל וכו '). עם זאת, המונח "דיוק" במאמר זה מתייחס לפער הקטן באזור העיבוד, כלומר גודל הגבול שניתן לעבד הוא קטן. בשלושת הסוגים לעיל של עיבוד שבבי לייזר, טכנולוגיית עיבוד הלייזר של חלקים גדולים הפכה בשלה יותר ויותר ומידת התיעוש הייתה גבוהה מאוד. ספרות רבות נבדקו; טכנולוגיות עיבוד מיקרו לייזר כגון גזיזת לייזר, צריבה מדויקת בלייזר, טכנולוגיית כתיבה ישירה בלייזר נעשתה שימוש נרחב בתעשייה, וישנם דיווחים רבים בנושא. מאמר זה יתמקד בטכנולוגיית עיבוד דיוק בלייזר. מטעמי נוחות, יעדי העיבוד לעיבוד שבבי מדויק המוזכרים להלן מוגבלים לפלטות דקות (0.1-1.0 מ"מ).

1. השוואה בין עיבוד דיוק בלייזר לשיטות עיבוד מסורתיות

עם התקדמות הטכנולוגיה סוגי הטכנולוגיה לעיבוד שבבי מדויקים הופכים להיות יותר ויותר נפוצים.

לעיבוד דיוק בלייזר יש את התכונות המשמעותיות הבאות:

• ①היקף העיבוד המדויק בלייזר הוא רחב, כולל כמעט כל החומרים המתכתיים ולא המתכתיים. בעוד שעיבוד אלקטרוליטי יכול לעבד רק חומרים מוליכים, עיבוד פוטוכימי מתאים רק לחומרים מאכלים בקלות, ועיבוד פלזמה קשה לעבד חומרים מסוימים של נקודת התכה גבוהה.
• ② ישנם גורמים משפיעים מעטים על איכות העיבוד המדויק בלייזר, ודיוק העיבוד הוא גבוה, והוא בדרך כלל טוב יותר משיטות עיבוד מסורתיות אחרות באופן כללי.
• ③ מנקודת המבט של מחזור העיבוד, אלקטרודת הכלים של EDM דורשת דיוק גבוה, הפסד גדול ומחזור עיבוד ארוך; העיצוב של תבנית הקתודה לחלל העיבוד והפרופיל של העיבוד האלקטרוליטי גדול, ומחזור הייצור הוא גם ארוך; הנהלים מסובכים; עיבוד דיוק הלייזר פשוט, רוחב החריץ קל להתאמה ובקרה, מהירות העיבוד מהירה ומחזור העיבוד קצר משיטות אחרות.
• Mach עיבוד דיוק בלייזר שייך לעיבוד ללא מגע, ללא כוח מכני. בהשוואה לעיבוד שבבי EDM וקשת פלזמה, האזור המושפע מחום שלו ועיוותו הם קטנים מאוד, כך שהוא יכול לעבד חלקים קטנים מאוד.

לסיכום, לטכנולוגיית עיבוד דיוק בלייזר יתרונות רבים על פני שיטות עיבוד מסורתיות, ואפשרות היישום שלה רחבה מאוד.

2. מבוא לציוד עיבוד דיוק לייזר נפוץ

לייזרים הנפוצים לעיבוד דיוק כוללים: לייזרים CO2, לייזרים YAG, לייזרים אדי נחושת, לייזרים אקסימרים ולייזרים CO וכו '. על מאפייני הלייזר שלהם, עיינו בספרות לפרטים. 

ביניהם, לייזרים CO2 ובעלי לייזר YAG בעלי הספק גבוה נמצאים בשימוש נרחב בטכנולוגיית עיבוד לייזר בהיקפים גדולים; לייזרי אדי נחושת ולייזר אקסימר נמצאים בשימוש נרחב יותר בטכנולוגיית מיקרו עיבוד לייזר; לייזרים YAG בעלי הספק נמוך ובינוני משמשים בדרך כלל לעיבוד דיוק.

3. יישום של עיבוד דיוק לייזר ופיתוח של סין ובינלאומי

3.1 מעמד בינלאומי

3.1.1 קידוח דיוק בלייזר

עם התקדמות הטכנולוגיה, שיטת האגרוף המסורתית לא הצליחה לענות על הצרכים בהרבה מקרים. לדוגמא, חורים קטנים בקוטר של כמה עשרות מיקרומטר מעובדים על סגסוגות טונגסטן קרביד קשות; חורים עמוקים בקוטר של כמה מאות מיקרומטר מעובדים על אדום וספיר קשיח ושביר וכו ', שלא ניתן להשיג בשיטות עיבוד קונבנציונאליות. צפיפות הכוח המיידית של קרן הלייזר גבוהה ככל 108 W / cm2, אשר יכולה לחמם את החומר לנקודת ההיתוך או לנקודת הרתיחה תוך זמן קצר כדי להשיג ניקוב על החומרים הנ"ל. בהשוואה לקרן אלקטרונים, אלקטרוליזה, ניצוץ חשמלי וקידוחים מכניים, לקידוח בלייזר יש איכות טובה, דיוק חוזר גבוה, צדדיות חזקה, יעילות גבוהה, עלות נמוכה ויתרונות טכניים וכלכליים משמעותיים. קידוח לייזר מדויק בינלאומי הגיע לרמה גבוהה מאוד. חברה שוויצרית משתמשת בלייזרים של מצב מוצק כדי לנקב חורים בלהבי טורבינות המטוסים, שיכולים לעבד מיקרו-חורים בקוטר של 20 מיקרומטר עד 80 מיקרומטר, והיחס בין קוטר לעומק יכול להגיע ל -1: 80 (ראה איור 1 (א)) . קרן הלייזר יכולה גם לעבד חורים שונים בצורת מיוחדים כמו חורים עיוורים (ראה איור 1 (ב)) וחורים מרובעים על חומרים שבירים כמו קרמיקה, שלא ניתן להשיג על ידי עיבוד רגיל.

3.1.2 חיתוך מדויק בלייזר

בהשוואה לשיטת החיתוך המסורתית, דיוק חיתוך לייזר יש יתרונות רבים. לדוגמה, זה יכול לבצע חתכים צרים, כמעט ללא שאריות חיתוך, אזור מושפע מחום קטן, רעש חיתוך נמוך, ויכול לחסוך 15% עד 30% מהחומר. מכיוון שהלייזר כמעט ולא מייצר דחף מכני ולחץ על החומר שנחתך, הוא מתאים לחיתוך חומרים קשים ושבירים כמו זכוכית, קרמיקה ומוליכים למחצה. בנוסף, נקודת הלייזר קטנה והשסע צר, ולכן הוא במיוחד מתאים לחלקים קטנים. סוג של חיתוך מדויק. חברה שוויצרית משתמשת בלייזרים של מצב מוצק לצורך חיתוך מדויק, ודיוק המימדים שלה הגיע לרמה גבוהה מאוד.

יישום אופייני לחיתוך דיוק בלייזר הוא חיתוך שבלונות SMT בלוחות מעגלים מודפסים (ראה איור 2). שיטת עיבוד תבנית ה- SMT המסורתית היא שיטת חריטה כימית. החיסרון הקטלני שלה הוא שגודל הגבול של העיבוד אינו חייב להיות פחות מעובי הצלחת, ולשיטת התחריט הכימי יש תהליך מסובך, מחזור עיבוד ארוך והמדיום המאכל מזהם את הסביבה. 

שימוש בעיבוד לייזר יכול לא רק להתגבר על החסרונות הללו, אלא גם לעבד מחדש את התבנית המוגמרת. בפרט, דיוק העיבוד וצפיפות הפער טובים בהרבה מהראשונים (ראו איור 3). הוא מעט נמוך מהראשון. עם זאת, בשל התוכן הטכנולוגי הגבוה של מכלול הציוד המשמש לעיבוד לייזר והמחיר הגבוה, רק חברות בודדות במספר מדינות כמו ארצות הברית, יפן וגרמניה יכולות לייצר את המכונה כולה.

3.1.3 ריתוך מדויק בלייזר

לריתוך לייזר אזור מאוד מושפע מחום ותפר ריתוך קטן. בפרט, הוא יכול לרתך חומרים בעלי נקודת התכה גבוהה ומתכות שונות ללא צורך בחומרים נוספים. השימוש הבינלאומי בלייזרי YAG מוצקים לריתוך תפרים וריתוך נקודה הגיע לרמה גבוהה. בנוסף, חוטי העופרת של המעגל המודפס מולחמים על ידי לייזר, שאינו מצריך שימוש בשטף, ויכולים להפחית את ההלם התרמי מבלי להשפיע על מעגל המעגל, ובכך להבטיח את איכות המעגל המשולב (ראה איור 4) .

3.2 המצב הנוכחי בסין

לאחר יותר מ -20 שנות מאמצים, מבחינת טכנולוגיית עיבוד דיוק לייזר וציוד מלא, למרות שסין שימשה בכתב לייזר קרמי ובריתוך נקודתי בלייזר של חלקי מתכת מיקרו קטנים, ריתוך תפרים וריתוך אטום אוויר וסימון, וכו ' 

עם זאת, בטכנולוגיית עיבוד הלייזר בלייזר, תהליך חיתוך ותחריט דיוק של תבנית המעגלים המיקרואלקטרוניים עם תוכן טכני גבוה ושוק יישומים רחב, חורי דרך, חורים עיוורים וחורים בעלי צורה מיוחדת, חריצים במפרטים וגדלים שונים על יריעות קרמיקה ומודפסות מעגלים עיבוד דיוק לייזר והיבטים אחרים נמצאים עדיין בשלב המחקר והפיתוח, ולא הופיע אב טיפוס תעשייתי מקביל. 

רוב המשתמשים בסין משתמשים בדרך כלל בתבניות מיובאות או בעיבוד עמלות בהונג קונג ובמקומות אחרים. המחיר הגבוה והמחזור הארוך השפיעו קשות על מחזור פיתוח המוצר. בשנים האחרונות, כמה חברות בינלאומיות גדולות ראו את השוק הפוטנציאלי העצום של סין בענף עיבוד הדיוק בלייזר. , החלה להקים סניפים בסין. עם זאת, עלויות עיבוד גבוהות מגדילות את עלויות המוצר ועדיין גורמות למפעלים רבים להרתיע אותם.

4. מגמת פיתוח וצפייה בטכנולוגיית עיבוד דיוק בלייזר

לייזרים איכותיים, יעילים, יציבים, אמינים וזולים הם תנאי מוקדם לקידום ויישום עיבוד דיוק. אחת ממגמות הפיתוח של עיבוד דיוק בלייזר היא מזעור מערכות עיבוד. בשנים האחרונות, לייזרים בשאיבת דיודות התפתחו במהירות. יש לו שורה של יתרונות כגון יעילות המרה גבוהה, יציבות עבודה טובה, איכות קרן טובה וגודל קטן. סביר להניח שהוא יהפוך ללייזר העיקרי לדור הבא של עיבוד דיוק לייזר.

שילוב מערכות עיבוד הוא מגמה חשובה נוספת בפיתוח עיבוד דיוק בלייזר. מערך ושיפור טכנולוגיית עיבוד הדיוק בלייזר לחומרים שונים; לפתח תוכנת בקרה ייעודית למשתמש המתאימה לעיבוד דיוק בלייזר, ולהשלים אותה עם מאגר התהליכים המתאים; לשלב בקרה, תהליך ולייזר להשגת אופטית, שילוב מכונות, חשמל וחומר עיבוד הוא מגמה בלתי נמנעת בפיתוח עיבוד דיוק בלייזר.

למרות שלסין יש פער גדול מול הבינלאומי מבחינת טכנולוגיית עיבוד לייזר וציוד, אם נמשיך לשפר את איכות קרן הלייזר ואת דיוק העיבוד המבוסס על המקור, בשילוב עם מחקר הטכנולוגיה לעיבוד חומרים, אנו נכבוש את דיוק הלייזר. שוק עיבוד שבבי ככל האפשר. ובהדרגה לחדור לתחום לייזר מיקרו-עיבוד, יכול לקדם את ההתפתחות המהירה של חיתוך לייזר ובסופו של דבר להפוך את העיבוד המדויק בלייזר לתעשייה רחבת היקף.

קישור למאמר זה: המצב והסיכוי לטכנולוגיית עיבוד דיוק בלייזר

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין services.ISO 9001: 2015 ו- AS-9100 מוסמכים. דיוק מהיר 3, 4 ו -5 צירים עיבוד CNC שירותים כולל כרסום, פנייה למפרטי הלקוח, מסוגלים לחלקי מתכת ופלסטיק במכונות עם סובלנות של +/- 0.005 מ"מ. שירותים משניים כוללים CNC וטחינה, קידוח קונבנציונאלי,למות הליהוק,מתכת ו הַטבָּעָה. מתן אבות טיפוס, הפקות ייצור מלאות, תמיכה טכנית ובדיקה מלאה רכב, תעופה וחלל, עובש ומתקן, תאורת led,רפואי, אופניים, וצרכנים אלקטרוניקה תעשיות. אספקה ​​בזמן. ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן המסירה הצפוי. אנו אסטרטגיה איתך לספק את השירותים המשתלמים ביותר שיעזרו לך להגיע ליעד שלך, ברוך הבא לפנות אלינו ( sales@pintejin.com ) ישירות לפרויקט החדש שלך.