激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。
激光打孔的迅速發(fā)展,主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。
\#_ymM0 "0An'7'm 目前使用的
激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主,也有一些準分子激光器、同位素激光器和
半導體泵浦激光器。
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[n 4#B'pJMw9 激光束打孔機一般由固體激光器、電氣系統(tǒng)、
光學系統(tǒng)和三坐標移動工作臺等四大部分組成。
\l~^dn} $8=|<vt 1、固體激光器工作原理
x=oV!x -&5YRfr! 當激光工作物質(zhì)釔鋁石榴石受到光泵(激勵脈沖氙燈)的激發(fā)后,吸收具有特定波長的光,在一定條件下可導致工作物質(zhì)中的亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)大于低能級粒子數(shù),這種現(xiàn)象稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。一旦有少量激發(fā)粒子產(chǎn)生受激輻射躍遷,就會造成光放大,再通過諧振腔內(nèi)的全反射鏡和部分反射鏡的反饋作用產(chǎn)生振蕩,最后由諧振腔的一端輸出激光。激光通過
透鏡聚焦形成高能光束照射在工件表面上,即可進行加工。
^viabkf C mn/)_1', 2、電氣系統(tǒng)包括對激光器供給能量的電源和控制激光輸出方式(脈沖式或連續(xù)式等)的控制系統(tǒng)。在后者中有時還包括根據(jù)加工要求驅(qū)動工作臺的自動控制裝置。
cq4~(PXTg VVas>/0qr 3、
光學系統(tǒng)的功能是將
激光束精確地聚焦到工件的加工部位上。為此,它至少含有激光聚焦裝置和觀察瞄準裝置兩個部分。
SO$Af!S:bB U)/.wa> 4、投影系統(tǒng)用來顯示工件背面情況,在比較完善的激光束打孔機中配備。
:RIz6Tz 6O7s^d&K 5、工作臺由人工控制或采用數(shù)控裝置控制,在三坐標方向移動,方便又準確地調(diào)整工件位置。工作臺上加工區(qū)的臺面用玻璃制成,因為不透光的金屬臺面會給檢測帶來不便,而且臺面會在工件被打穿后遭受破壞。工作臺上方的聚焦
物鏡下設(shè)有吸、吹氣裝置,以保持工作表面和聚焦物鏡的清潔。
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激光打微孔簡述
8=`L#FkRp $4nAb^/ 在元件上開個小孔是件很常見的事。但是,如果要求在堅硬的材料上,比如在硬質(zhì)合金上打大量0.1毫米到幾微米直徑的小孔,用普通的
機械加工工具怕是不容易辦到,即使能夠做,加工成本也會很高,F(xiàn)有的機械加工技術(shù)在材料上打微型小孔是采用每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)或者幾十萬轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)小鉆頭加工的,用這個辦法一般也只能加工孔徑大于0.25毫米的小孔。在今天的工業(yè)生產(chǎn)中往往是要求加工直徑比這還小的孔。比如在電子工業(yè)生產(chǎn)中,多層印刷電路板的生產(chǎn),就要求在板上鉆成千上萬個直徑約為0.1~0.3毫米的小孔。顯然,采用剛才說的鉆頭來加工,遇到的困難就比較大,加工質(zhì)量不容易保證,加工成本不低。早在本世紀60年代后,科學家在實驗室就用激光在鋼質(zhì)刀片上打出微小孔,經(jīng)過近30年的改進和發(fā)展,如今用激光在材料上打微小直徑的小孔已無困難,而且加工質(zhì)量好。打出的小孔孔壁規(guī)整,沒有什么毛刺。打孔速度又很快,大約千分之一秒的時間就可以打出一個孔。