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激光微加工技術的不同加工方式有哪些?

來源:廣州萊賽激光2022-04-27 我要評論(0 )   

脈衝(chong) 激光技術的發展使得在微型設備(例如醫療設備)上使用微加工成為(wei) 可能,並且對周圍材料的損害最小。隨著激光領域的快速科學進步,激光微加工專(zhuan) 業(ye) 知識至關(guan) 重要。萊塞...

脈衝(chong) 激光技術的發展使得在微型設備(例如醫療設備)上使用微加工成為(wei) 可能,並且對周圍材料的損害最小。隨著激光領域的快速科學進步,激光微加工專(zhuan) 業(ye) 知識至關(guan) 重要。



萊塞激光專(zhuan) 注於(yu) 利用紅外和紫外激光的複雜工藝。紅外激光將光束聚焦在材料表麵,然後將其轉化為(wei) 熱量並熔化材料。紫外線激光使用燒蝕進行操作,通過直接破壞鍵立即去除材料。這個(ge) 過程以最小的熱效應立即蒸發材料。高精度微加工需要精確協調。激光脈衝(chong) 序列和線性平台都必須同步,以確保精確控製目標。



激光微加工是使用激光進行切割、鑽孔、焊接或進行其他材料修改以實現單位或兩(liang) 位數微米級別的特征。激光加工可以通過三種方式完成:直寫(xie) 、掩模投影和幹涉。




脈衝(chong) 與(yu) 連續波模式



光微加工的一個(ge) 重要部分是將熱傳(chuan) 遞到與(yu) 微加工材料相鄰的基板區域。激光器可以在脈衝(chong) 模式或連續波模式下工作。在連續波模式中,激光輸出隨時間基本恒定。



在脈衝(chong) 模式下,激光輸出集中在小脈衝(chong) 中。脈衝(chong) 模式激光設備為(wei) 給定材料的微加工提供足夠能量的脈衝(chong) 和小脈衝(chong) 持續時間。小脈衝(chong) 持續時間可最大限度地減少流向周圍材料的熱量。激光脈衝(chong) 的長度可以從(cong) 毫秒到飛秒不等。



峰值功率與(yu) 激光脈衝(chong) 的持續時間相關(guan) ,因此脈衝(chong) 激光可以獲得比連續波高得多的峰值。



激光加工主要涉及導致基板材料燒蝕的相互作用。發生的能量轉移取決(jue) 於(yu) 材料和激光特性。作為(wei) 影響因素的激光特性包括峰值功率、脈衝(chong) 寬度和發射波長。材料考慮是它是否可以通過熱和/或光化學過程吸收激光能量。




為(wei) 什麽(me) 脈衝(chong) 寬度很重要?



激光切割幹淨而精確。製造更小、更快、更輕和更低成本設備的需求需要激光器來應對挑戰。脈衝(chong) 激光器用於(yu) 各種材料的精密微加工。產(chan) 生不同脈衝(chong) 寬度的能力是精度、吞吐量、質量和成本效益的關(guan) 鍵。



納秒激光器使用相同的平均功率,材料去除率更高,因此比皮秒和飛秒激光器更高的吞吐量。



皮秒和飛秒激光通過蒸發和熔融材料排出的過程熔化材料以將其去除。這種熔化會(hui) 影響加工的精度和質量,因為(wei) 去除的材料會(hui) 附著在邊緣並重新凝固。




納秒、皮秒、飛秒(功率vs.精度vs.價(jia) 格)



在許多情況下,激光加工的目的是選擇性地去除材料。激光技術使我們(men) 能夠將大量能量集中在小範圍內(nei) 。這就是導致我們(men) 精密加工的原因。去除材料時,我們(men) 必須首先超過材料閾值。激光的每個(ge) 脈衝(chong) 都必須克服這個(ge) 閾值。二極管技術的進步使激光器能夠以更短的脈衝(chong) 達到這樣的能量水平。這些可以鬆散地分成名為(wei) 納秒、皮秒和飛秒激光器的組。這些名稱代表了用於(yu) 測量脈衝(chong) 周期的單位。




為(wei) 什麽(me) 會(hui) 有這樣的好處?



有幾個(ge) 原因。主要問題之一是,對於(yu) 較長的脈衝(chong) ,激光在閾值以下花費的時間更多。從(cong) 而在不做去除工作的情況下增加更多的能量。這種多餘(yu) 的能量可以改變材料的狀態。這可能是晶粒結構、物理狀態(固態或液態)、形狀、平整度等等。這些變化會(hui) 導致反射率和吸收率的差異,從(cong) 而極大地影響激光加工。



隨著周期的減少,頻率增加。這意味著在這個(ge) 高能級上有更多的脈衝(chong) 。這通常會(hui) 在切割時提高質量,但是由於(yu) 先進的技術,這確實意味著相對較高的成本。



激光燒蝕



激光加工主要涉及導致基板材料燒蝕的相互作用。發生的能量轉移取決(jue) 於(yu) 材料和激光特性。作為(wei) 影響因素的激光特性包括峰值功率、脈衝(chong) 寬度和發射波長。材料考慮是它是否可以通過熱和/或光化學過程吸收激光能量。



在熱燒蝕中,激光能量的吸收會(hui) 導致快速加熱。這種溫度升高導致材料熔化和/或蒸發。熱燒蝕可能會(hui) 導致大的熱影響區,通常用長波長和連續波激光器觀察到。



當激光光子能量大於(yu) 基底材料的鍵能時,就會(hui) 觀察到光化學過程。這發生在襯底材料由於(yu) 光子吸收引起的鍵解離而蒸發時。



如果基板材料能夠吸收更多的激光能量,則激光燒蝕工藝會(hui) 更有效。使用較短(飛秒)激光脈衝(chong) 進行微加工的材料比使用較長脈衝(chong) 激光加工的材料表現出更少的熱效應。



為(wei) 什麽(me) 選擇萊塞激光?



激光非常有效,因為(wei) 它們(men) 用途廣泛且準確,這使我們(men) 的激光係統能夠達到前所未有的精確度和切割清潔度。脈衝(chong) 寬度也很重要,因為(wei) 它們(men) 會(hui) 影響吞吐量和質量。我們(men) 的激光器能夠提供高達每秒數百個(ge) 特征的速度。在設計工具之前,我們(men) 會(hui) 進行研究以確保獲得最佳的激光能量密度。我們(men) 能夠確定每種材料和設計的理想速度,同時減少碳再沉積。我們(men) 獨特的激光工具設計對每種材料都是獨一無二的,以確保每次切割的清潔度和準確性。



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