激光切割技术概要及激光切割精度
激光束聚焦成很小的光点其较小直径可小于0.1mm,使焦点处达到很高的功率密度可**过106W/cm2。这时光束输入(由光能转换)的热量远远**过被材料反射、传导或扩散部分,材料很快加热至汽化湿度,蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄(如0.1mm左右)的切缝。切边热影响很小,基本没有工件变形。切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助气体。钢切割时得用氧作为辅助气体与溶融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体。进入喷嘴的辅助气体还能冷却聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。
大多数**与无机都可以用激光切割。在工业制造占有分量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它具有什么样的硬度,都可进形无变形切割(目前使用较先进的激光切割系统可切割工业用钢的厚度已可接近20mm)。当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割(某些难切割材料可使用脉冲波激光束进行切割,由于较高的脉冲波峰值功率,会使材料对光束的吸收系数瞬间急剧提高)。
激光切割无毛刺,皱折、精度高,优于等离子切割。对许多机电制造行业来说,由于微机程序的现代化激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件 (工件图纸也可修改),它往往比冲切、模压工艺更被**选用;尽管它加工速度慢于模冲,但它没有模具消耗,*修理模具,还节约更换模具时间,从而节省加工费用,降低产品成本,所以从总体上讲在经济上更为合算。
另一方面,从如何使模具适应工件设计尺寸和形状变化角度看,激光切割也可发挥其精确、重现性好的优势。作为层叠模具的**制造手段,由于不需要高级模具制作工,激光切割运转费用也并不昂贵,因此还能显著地降低模具制造费用。激光切割模具还带来的附加好处是模具切边会产生一个浅硬化层(热影响区),提高模具运行中的耐磨性。激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来无应力优势,由此提高了使用寿命。
常用工程材料的激光切割
1.金属材料的激光切割
虽然几乎所有的金属材料在室温对红外波能量有很高的反射率,但发射处于远红外波段1.064um光束的灯泵浦ND:YAG激光器及10.6μmCO2激光器还是成功的应用于许多金属的激光切割实践
2.非金属材料的激光切割10.6μm波长的CO2激光束很容易被非金属材料吸收,导热性不好和低的蒸发温度又使吸收的光束几乎整个输入材料内部,并在光斑照射处瞬间汽化,形成起始孔洞,进入切割过程的良性循环。
激光切割的精度
激光切割的精度由多方面因素组成:
1、激光束通过聚焦后的光斑的大小
激光束聚集后的光斑越小,切割精度越高,特别是切缝较小,较小的光斑可达0.01mm。
2、工作台的走位精度决定着切割的重复精度
工作台精度越高,切割的精度越高。
3、工件厚度越大,精度越低,切缝越大。
由于激光光束为锥形,切缝也是锥形,厚度0.3MM的不锈钢比2MM的切缝小的多。
4、工件材质对激光切割精度有一定影响。
同样情况下,不锈钢要比铝的切割精度高,切面光滑一些。
激光切割机的切割质量好。切口宽度窄(一般为0.1--0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5--25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。
激光切割机在使用过程中的注意事项
在激光切割机使用过程中,需要注意一些事项,比如说遇到一些特殊的天气的时候,一定要避免一些不良的使用方式。
激光切割机在以下这些天气下较好不要使用;
1,严禁堵住冷却水管。
2,严禁雷电天气开机。
3,机床必须严格接地。
4,严禁激光器长时间满功率运行。
激光机详细注意事项;
1:用**的相机镜头纸或医用棉棒沾酒精和乙醚的混合物擦拭反射镜和聚焦镜。
2:保证循环水适度的水温、水质干静无杂物(建议用纯净水)。定期更换循环水(7天)。
3:每次开机后必须检查潜水泵是否出水,如不出水严禁开机工作。
4:严禁不接地机器开机工作,机器所有部分接地必须完全可靠,以防静电伤人。
(乙醚和酒精混合比例1:1)
5:雕刻时一定要打开风机,以免污染镜片和聚焦镜。
6:激光机设备附近严禁放置易燃、易爆物品,机器工作时,必须将机器**部盖板盖上以防激光偏 位发生火灾或伤人。
7:在机器工作过程中,操作员禁止擅自离开,以免出现不必要的损失。
8:非专业人员严禁擅自拆开机器,以免发生事故。
9:设备中严禁放置任何不相干的反射物体,以防激光直接反射到人体或易燃物品上,造成危险。
10:禁止在电压不稳时开机,否则必须使用稳压器。
11:未经培训人员禁止使用激光雕刻机。
12:在机器工作过程中,操作员必需随时观察机器工作情况(如:机器出现异常声音、循环水的水温等等)。
13:机器所处环境无污染、无强电、强磁等干扰和影响。
14:机器工作时间连续工作时间较好不要**过8小时(中途需休息半小时以上)。
15:严禁电流表较大值状态开机,以免击穿激光电源。
16:激光电源使用的基本限制(即电流表较大不能**过20mA)
17:如果机器出现故障或发生火灾请立即切断电源。
以上各条,用户必须严格遵守,避免出现人身伤害或机器的损坏,
如机器出现问题请关闭所有电源,电话联系我们,我公司将派维修技术人员上门为您排忧解难。
关于激光切割机的日常保护保养;
1、室内环境会对机器的寿命产生影响,特别是潮湿和多尘环境。潮湿环境容易使反射镜片生锈,同时也容易造成电路短路或激光器放电打火。
2、反射镜和聚焦镜片要隔6-8小时用**清洗液擦洗一次,擦洗时要用棉签或棉棒蘸清洗液从聚焦镜中心向边缘按逆时针方向擦洗,同时应小心以防划伤镜片;
3、每半个月定时清洗冷水机一次,排尽机内脏水,再加满新的纯净水;
4、要定时清除收集箱里的废料,以防废料过多堵塞抽风口;
5、要求每天定时进行清洁,去除台面、限位器和导轨上的杂物,并在导轨上喷润滑油;
激光刀模材料简介
一、激光刀模材料的规格描述:
有厚度,高度,刃角,硬度,包装形式5方面。
1.厚度 一般使用单位mm,常用的刀料厚度为0.45mm,0.53mm,0.71mm,1.05mm。另外,一个通用的单位是pt,1pt=0.35146mm。以上厚度转化为pt单位后就是1.3pt,1.5pt,2pt,3pt。
2.高度 一般使用单位mm,高度的规格非常多,从8~100,根据自己选择即可。
3.刃角 使用角度单位。一般有30°,42°,52°的规格。
4.硬度 使用洛氏硬度(HRC)和维氏硬度(HV)两种,刀身的硬度一般在50 HRC以下,刀刃的硬度一般在55 HRC以上。
5.包装形式 有条刀和盘刀两种。长度一般为1m/条,100m/盘。
二、激光刀模材料的材质及处理介绍
1 选用优质的钢材:钢分子结构紧密,刀身富有柔韧性,受弯后无太大的回弹,分子结构仍保持紧密的联结。
2 精湛的表面退碳处理:将较脆的碳分子从模切刀的表层退去,使刀片受弯时不致表面脆裂,而导致刀身断裂。仿似一层软皮组织将刀身包起,更加便于弯曲成形。
3 优秀的热处理:可以根据客户不同要求将模节刀调节至不同硬度,并将刀身调软便于弯曲而将刀峰调硬使之耐用。
4 较高的精度:模切刀精度越高,模切机调压时间越短,机械磨损越低,出产速度越快,模切效果越好。特别是不干胶商标的模切,无精度的模切刀根本分歧格。
5 应拥有更多规格、型号供客户选择:模切刀的选择应拥有更多规格、型号供客户选择:模切刀的选择应按三个原则去选择:(1)出产是否长版;(2)客户要求是否高;(3)所模切的图案是否复杂。选择较适合的型号、规格的模切刀是模切质量保证的枢纽。
6 软刀刀峰经淬火处理的模切刀因为刀身软,刀峰硬,通常被称为软刀。软刀的淬火处理面积的厚薄对耐用性影响很大,淬火面积大,承托刀身传递过来的机械压力的能力越大,反之较硬的刀峰与较软的刀身的接触面积较少时,硬的部门会向软的部门凹陷进去,或很易脱落,或承托力不足甚至减至零,即刀的寿命缩短。当然也不能无穷制增加淬火层面积,淬火层面积太多会影响模切刀的弯曲。因为淬火层的重要性,加上淬火层面积越大,刀的造价越高,所以有些无良出产商甚至用涂颜色的方法在刀峰涂上一层墨色就说是淬火处理,以欺骗用户。因此,选择合适的品牌,选择信誉良好的供给商就相称重要。
7 不同硬度的品种选择,有利于适应不同的需要。有些品牌只有两种硬度的刀,对于模切较厚的材料根本不能胜任。另一方面,假如只有很硬的刀,对于图案复杂的木模成型又很成题目。或者有时用户委曲使用统一款刀于不同要求的模切出产上,难以达至较佳的效果。所以选择品种较多的品牌也是相称重要的。
激光加工设备就是利用激光加工技术改造传统制造业的关键技术设备之一,主要产品则包括各类激光打标机、焊接机、切割机、划片机、雕刻机、热处理机、三维成型机以及毛化机等。这类产品已经或正在进入各工业领域。
具体应用
一、在服装行业的应用
因为激光加工工艺具有自动化程度高、加工精确高、速度快、效率高、操作简单方便等特点,适应了国际服装生产技术潮流所以激光加工技术以及设备正在以惊人的速度在服装行业内得到推广和普及。
1、激光切割应用
激光切割过程中,不会使布料变形或起皱,激光切割尺寸精度高,激光切割形状可随着图稿进行任意更改,增加了设计的实用性和创造性。另外,激光切割技术是用“激光刀”代替金属刀,激光切割任何面料,能瞬间将切口熔化并凝固,缝隙小、精确度高达到自动“锁边”的功能。传统工艺用刀模切割或热加工,切口易脱丝、发黄、发硬。
2、激光雕刻应用
激光雕刻是利用软件技术,按设计图稿输入数据进行自动雕刻。激光雕刻是激光加工技术在服装行业中运用较成熟、较广泛的技 术,能雕刻任何复杂图形标志,还可以进行射穿的镂空雕刻和表面雕刻,从而雕刻出深浅不一、质感不同、具有层次感和过渡颜色效果的各种图案。
3、激光打标应用
激光打标具有打标精度高、速度快、标记清晰等特点。激光打标兼容了激光切割、雕刻技术的各种优点,可以在各种材料上进行精密加工,还可以加工尺寸小且复杂的图案,激光标记具有磨损的防伪性能。
二、在电子工业中的应用
激光加工技术属于非接触性加工方式,所以不产生机械挤压或机械应力,特别符合电子行业的加工要求。另外,还由于激光加工技术的高效率、无污染、高精度、热影响区小,因此在电子工业中得到广泛应用。
1、激光划片
激光划技术是生产集成电路的关键技术,其划线细、精度高(线宽为15-25μm,槽深5-200μm)、加工速度快(可达200mm/s),成品率达 99.5%以上。集成电路生产过程中,在一块基片上要制备上千个电路,在封装前要把它们分割成单个管芯。传统的方法是用金刚石砂轮切割,硅片表面因受机械力而产生辐射状裂纹。用激光划线技术进行划片,把激光束聚焦在硅片表面,产生高温使材料汽化而形成沟槽。通过调节脉冲重叠量可精确控制刻槽深度,使硅片很容易沿沟槽整齐断开,也可进行多次割划而直接切开。由于激光被聚焦成较小的光斑,热影响区较小,切划50μm深的沟槽时,在沟槽边25μm的地方温升不会影响有源器件的性能。激光划片是非接触加工,硅片不会受机械力而产生裂纹。因此可以达到提高硅片利用率、成品率高和切割质量好的目的。还可用于单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的划片以及硅、锗、砷化稼和其他半导体衬底材料的划片与切割。
2、激光微调
激光微调技术可对*电阻进行自动精密微调,精度可达0.01%一0.002%,比传统方法的精度和效率高,成本低。
集成电路、传感器中的电阻是一层电阻薄膜,制造误差达上15一20%,只有对之进行修正,才能提高那些高精度器件的成品率。激光可聚焦成很小的光斑,能量集中,加工时对邻近的元件热影响较小,不产生污染,又易于用计算机控制,因此可以满足快速微调电阻使之达到精确的预定值的目的。
加工时将激光束聚焦在电阻薄膜上,将物质汽化。微调时首先对电阻进行测量,把数据传送给计算机,计算机根据预先设计好的修调方法指令光束定位器使激光按一定路径切割电阻,直至阻值达到设定值,同样可以用激光技术进行片状电容的电容量修正及混合集成电路的微调。优越的定位精度,使激光微调系统在小型化精密线形组合信号器件方面提高了产量和电路功能。
3、激光打标
激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下*性标记的一种打标方法。激光打标有雕刻和掩模成像两种方式:掩模式打标用激光把模版图案成像到工件表面而烧蚀出标记。
雕刻式打标是一种高速全功能打标系统。激光束经二维光学扫描振镜反射后经平场光学镜头聚焦到工件表面,在计算机控制下按设定的轨迹使材料汽化,可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,激光标记是*性的,不易磨损,这对产品的防伪有特殊的意义。
已大量用在给电子元器件、集成电路打商标型号、给印刷电路板打编号等。紫外波段激光技术发展很快,由于材料在紫外波激光作用下发生电子能带跃迁,打破或削弱分子间的结合键,从而实现剥蚀加工,加工边缘十分齐整,因此在激光标记技术中异军突起,尤其受到微电子行业的重视。
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