Суб-наносекундни ласери примењени на микромашинску обраду тврдих и крхких материјала

Неметални тврди и ломљиви материјали укључују разне драго камење, стакло, кристале силицијума, кристале кварца, керамику, магнетне материјале ретких земаља, итд. Већина ових материјала су непроводници или полупроводници, и обично се одликују великом тврдоћом, кртост, отпорност на абразију, отпорност на корозију, отпорност на оксидацију и отпорност на високе температуре. Како неметални тврди и ломљиви материјали имају многе металне материјале, тешко их је упоредити, одличне карактеристике његове примене постепено су проширене са традиционалне грађевинске индустрије, занатске прерађивачке индустрије на ваздухопловство, машинство, аутомобилску индустрију, електронику, хемијску индустрију и др. поља. Неметални тврди и крхки материјали и континуирано ширење поља примене његове обраде ниске ефикасности, висока цена контрадикторности је све истакнутија, што доводи до тога да се садашње традиционалне методе обраде не могу прилагодити потребама многих индустрија. Густина ласерске енергије до 108 ~ 1010В/цм2, директно дејство на локалну површину неметалних тврдих и крхких материјала, што резултира тренутном енергијом коју генерише материјал за топљење на високој температури или директно уништава молекуларну везу материјала. У поређењу са традиционалним методама обраде, ефикасност од 8 до 20 пута, штедећи 20 до 30 процената материјала, може у великој мери смањити трошкове производње, побољшати тачност обраде и квалитет производа, али такође има могућност да скрати производни циклус, селективно обраду и прецизну машинску обраду и друге предности.

Традиционални ласер за обраду тврдих и крхких материјала који се користи за наносекундне ласере, ширина импулса је генерално већа од 5 нс, огромна запремина, високи захтеви за животном средином, лоша стабилност и топлотни ефекти, за многе материјале ефекат обраде није идеалан. Поред тога, пикосекундни и фемтосекундни ласери имају боље перформансе у микрообради, али су скупи и гломазни.

Поднаносекундни ласери велике снаге, високе фреквенције су класа исплативих квази-ултрабрзих ласера, комбинујући тачност обраде пикосекундних ласера ​​и предност у цени обичних наносекундних ласера, који имају широку перспективу примене у области прецизности. микромашинска обрада, а фаворизују их индустријски купци.

Принцип Увод
Микромашинска обрада тврдих и крхких материјала обично се састоји од ласера, ЦЦД камере, ласерске колимације и оптичког система за фокусирање и снимање, контролног система галванометра или вишедимензионалне мобилне ротационе платформе, улазно/излазног контролног модула, компјутерског и управљачког софтвера. Коришћењем високоенергетских карактеристика ласера, кроз интеракцију фотона и материјала за постизање обележавања материјала, пробијање, урезивање, сечење, унутрашње резбарење и друге обраде; због своје високе ефикасности, високе прецизности, бесконтактности и других предности, широко се користи у микроелектроници, микромеханичкој и микрооптичкој обради и другим пољима.

Тржиште апликација
Тврди и крхки материјали се могу широко поделити на: микромашинску обраду полупроводничких материјала, микромашинску обраду керамичких материјала, обележавање и урезивање дијаманата и драгог камења, микромашинску обраду прозирних материјала (каљено стакло, сафирно стакло, итд.), аблацију танкослојног материјала, провидне проводљиве оксиде и диелектрик аблација и тако даље.