לייזר ננו-שניות, לייזר פיקו-שניות, לייזר פמט-שניות, האם אתה יכול לדעת את ההבדל?

אנחנו לא מכיריםעיבוד לייזר, אבל לעתים קרובות אתה יכול לשמוע לייזר ננו-שניות, לייזר פיקו-שניות, לייזר פמט-שניות וכו', האם אתה יכול להבחין בין זה?

בוא נבין את ההמרה של יחידת הזמן תחילה

1ms (מילישניות)=0.001 שניות =10-3 שניות

1μs (מיקרו-שנייה)=0.000001=10-6 שניות

1ns (ננו-שנייה)=0.0000000001 שניות =10-9 שניות

1ps (picosecond)=0.0000000000001 שניות =10-12 שניות

1fs (פמטשניה)=0.000000000000001 שניות =10-15 שניות

על ידי חישוב יחידת הזמן, אנו יודעים שהלייזר הפמט-שני הוא עיבוד לייזר דופק קצר במיוחד. בעשר השנים האחרונות, טכנולוגיית עיבוד הלייזר בדופק אולטרה-קצר התקדמה במהירות.

Ⅰ. המשמעות של לייזר דופק קצר במיוחד

כבר מזמן היו ניסיונות להשתמש בלייזרים לעיבוד מיקרו. עם זאת, בשל רוחב הפולס הארוך ועוצמת הלייזר הנמוכה של הלייזר הנגרמים מהמסת החומר ואידוי מתמשך, למרות שניתן למקד את קרן הלייזר לכתם קטן, ההשפעה התרמית על החומר עדיין גדולה מאוד, מה שמגביל את הדיוק של עיבוד. רק על ידי הפחתת האפקט התרמי ניתן לשפר את איכות העיבוד.

כאשר זמן פולס הלייזר מוחל על החומר בסדר גודל של פיקושניות, אפקט העיבוד ישתנה באופן משמעותי. כאשר אנרגיית הדופק עולה בחדות, מספיקה צפיפות ההספק הגבוהה כדי להפשיט את האלקטרונים החיצוניים. בשל הזמן הקצר, הלייזר יוצר אינטראקציה עם החומר, היונים מובטלים מפני השטח של החומר לפני העברת האנרגיה לחומר שמסביב, ולא יביאו להשפעות תרמיות לחומר שמסביב, ולכן זה נקרא גם "קור מעבד". עם היתרונות שמביאים עיבוד קר, לייזרים דופק קצר וקצר במיוחד נכנסו ליישומי ייצור תעשייתיים.

Ⅱ. עיבוד לייזר: דופק ארוך לעומת דופק קצר במיוחד

אנרגיית עיבוד הדופק הקצר במיוחד מוזרקת במהירות רבה לאזור פעולה קטן, ותצהיר צפיפות האנרגיה הגבוהה המיידית משנה את אופן הקליטה והתנועה של האלקטרונים, תוך הימנעות מהשפעת הקליטה ליניארית של לייזר, העברת אנרגיה ודיפוזיה, ובאופן מהותי. משנה את מנגנון האינטראקציה בין לייזר לחומר.

Ⅲ.היישום הרחב של עיבוד לייזר

עיבוד בלייזר כולל חיתוך וריתוך בעוצמה גבוהה; מיקרו-עיבוד קידוח, סימון, חיתוך, טקסטורה, הפשטה, בידוד וכו', השימושים העיקריים באמצעי עיבוד לייזר שונים הם:

1. לקדוח חורים

בתכנון לוח מעגלים, אנשים החלו להשתמש במצעים קרמיים במקום במצעים פלסטיקיים רגילים כדי להשיג מוליכות תרמית טובה יותר. על מנת לחבר רכיבים אלקטרוניים, בדרך כלל יש צורך לקדוח עד מאות אלפי חורים קטנים בלוח. לכן חשוב לוודא שיציבות המצע לא מושפעת מכניסת החום במהלך תהליך הקידוח, והלייזר הפיקושני הוא הכלי האידיאלי ליישום זה.

לייזר picosecond יכול להשלים את עיבוד החור על ידי קידוח הקשה ולהבטיח את אחידות החור. בנוסף למעגלים, לייזרים של Picosecond יכולים לבצע גם קידוחים באיכות גבוהה על חומרים כמו סרטי פלסטיק, מוליכים למחצה, סרטי מתכת ואבני ספיר.

יריעת נירוסטה 100 מיקרומטר, קדוח, 3.3ns לעומת 200fs, 10,000 פולסים, ליד סף האבלציה:

2. קו וחותך

קווים יכולים להיווצר על ידי הנחת פולסי לייזר באופן סריקה. בדרך כלל נדרשת סריקה רבה כדי לחדור לעומק הקרמיקה עד שעומק הקו מגיע ל-1/6 מעובי החומר. לאחר מכן מופרדים המודולים הבודדים מהמצע הקרמי לאורך החריצים הללו. שיטת הפרדה זו נקראת סימון.

שיטת הפרדה נוספת היא שימוש בחיתוך לייזר אבלציה בדופק קצר במיוחד, הידוע גם בשם חיתוך אבלציה. הלייזר מוריד את החומר, מסיר אותו עד שהוא נחתך. היתרון של טכניקה זו הוא שקיימת גמישות רבה יותר בצורת ובגודל החורים המעובדים. ניתן להשלים את כל שלבי התהליך בלייזר פיקושניות.

השפעות שונות של לייזר פיקו-שניות ולייזר ננו-שניות על סימון חומרי פוליקרבונט.

3. אבלציה קו (הסרת ציפוי)

יישום נוסף הנראה לעתים קרובות כמיקרו-עיבוד הוא הסרה מדויקת של ציפויים ללא פגיעה או פגיעה קלה בחומר הבסיס. אבלציה יכולה להיות קו ברוחב של כמה מיקרומטרים או שטח גדול של הסרה של כמה סנטימטרים רבועים.

מכיוון שעובי הציפוי לרוב קטן בהרבה מרוחב האבלציה, החום לא יכול להתנהל בצד. לכן ניתן להשתמש בפולסי לייזר ברוחב ננו-שניות.

השילוב של לייזר בעוצמה ממוצעת גבוהה, סיב הולכה מרובע או מלבני, והפצת עוצמת האור העליונה שטוחה, טכנולוגיות אלו גורמות להשתמש באבלציה משטח הלייזר בתחומים תעשייתיים. לדוגמה, הלייזר TrumPF TruMicro 7060 משמש להסרת הציפוי על הזכוכית של תא סולארי עם סרט דק. ניתן להשתמש באותו לייזר גם בתעשיית הרכב להסרת ציפויים אנטי קורוזיביים לקראת הריתוך הבא.

4. מבנה פני השטח

מבנה יכול לשנות את התכונות הפיזיקליות של משטח החומר. על פי אפקט הלוטוס, מבני פני שטח הידרופוביים מאפשרים למים לזרום הרחק מפני השטח. ניתן להשיג תכונה זו על ידי יצירת מבנים תת-מיקרוניים על פני השטח עם לייזרים פולסים אולטרה קצרים, וניתן לשלוט במבנים שייווצרו במדויק על ידי שינוי פרמטרי הלייזר.

ניתן להשיג גם השפעות הפוכות, כגון משטחים הידרופיליים, ועיבוד מיקרו יכול גם ליצור מבנים בגודל גדול יותר. תהליכים אלה יכולים לשמש במיכלי דלק במנועים כדי ליצור מבנים מיקרו המפחיתים בלאי, או כדי לבנות משטחי מתכת כדי להשיג ריתוך עם פלסטיק.

5. חריטה יציקת

פיסול הוא יצירת צורות תלת מימדיות על ידי ביטול חומרים. למרות שגודל האבלציה עשוי לחרוג מההיקף של מה שמכונה באופן מסורתי עיבוד מיקרו, הדיוק הנדרש הופך אותו לסווג בקטגוריה זו של יישומי לייזר. ניתן להשתמש בלייזרי Picosecond לעיבוד קצוות כלי יהלום פולי-גבישיים במכונות כרסום.

הלייזר הוא הכלי האידיאלי לעיבוד יהלומים רב גבישיים, שהם חומרים קשים במיוחד שניתן להשתמש בהם לייצור להבי חותך כרסום. השימוש בטכנולוגיית יציקת חריטה לעיבוד חריצי השבב והשיניים של חותך הכרסום, במקרה זה, היתרונות של לייזר ללא מגע ודיוק עיבוד גבוה.

למיקרו-מכונות יש סיכוי יישום רחב מאוד, ויותר ויותר צרכי יומיום נכנסים לשדה הראייה שלנו באמצעות מיקרו-מכיינות בלייזר.

עיבוד בלייזר הוא עיבוד ללא מגע, עם פחות תהליך מעקב, יכולת שליטה טובה, אינטגרציה קלה, יעילות עיבוד גבוהה, אובדן חומר נמוך, זיהום סביבתי נמוך ויתרונות משמעותיים אחרים, נעשה שימוש נרחב בתחום הרכב, האלקטרוניקה, מכשירי חשמל , תעשיות תעופה, מתכות וייצור מכונות. הוא משחק תפקיד חשוב יותר ויותר בשיפור איכות המוצר, פריון העבודה, אוטומציה והפחתת צריכת החומרים.

פרטי התקשרות:

אם יש לך רעיונות, אתה מוזמן לדבר איתנו. לא משנה היכן נמצאים הלקוחות שלנו ומהן הדרישות שלנו, אנו נפעל לפי המטרה שלנו לספק ללקוחותינו איכות גבוהה, מחירים נמוכים, והשירות הטוב ביותר.