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固態(tài)激光剝蝕的工作原理及主要應用途徑

更新時間:2023-09-04  |  點擊率:1074
  隨著科技的不斷進步,越來越多的微小零部件需要被精細地制作,而傳統(tǒng)的制作方法卻往往難以滿足高精度、復雜性、生產(chǎn)效率等多方面的需求。激光剝蝕作為一種微加工技術(shù),以其高效、精準、適用于多種材料等優(yōu)點,成為了當今微加工領(lǐng)域的重要手段。
  

 

  激光剝蝕原理:
  
  1.光學原理:激光束聚焦到極小的光斑上,能夠產(chǎn)生高的能量密度,使被加工物質(zhì)表面迅速升溫并蒸發(fā),形成微型凹坑或凸起。
  
  2.熱學原理:激光束瞬間高溫熔融被加工物料表面,形成高溫鍍層。隨著激光點位置的移動,加工點周圍的鍍層逐漸固化,并隨之剝落。
  
  3.力學原理:激光束瞬間產(chǎn)生的高能量密度,能夠產(chǎn)生瞬間的熱膨脹和熱應力,導致被加工物質(zhì)表面形成短暫的膨脹和收縮,然后材料形成炸裂破碎,從而實現(xiàn)微小孔洞的加工。
  
  其工藝可以通俗地分為以下三個步驟:
  
  1.脈沖激光的產(chǎn)生:工藝開始前,需要確保激光器產(chǎn)生的激光脈沖參數(shù)符合要求,如波長、功率和脈沖寬度等。
  
  2.激光加工過程:在確定好工件的需求后,將激光束聚焦到零點上,使其能夠在非接觸情況下,對工件表面進行剝蝕或劃痕等加工。
  
  3.檢驗結(jié)果:完成加工后,需要對工件表面進行檢驗。一般利用掃描電子顯微鏡等檢驗設(shè)備進行表面分析和檢測。
  
  被廣泛應用于多個領(lǐng)域:
  
  1.電子元器件制造:半導體、電子電氣零部件微型加工、二維碼雕刻等等。
  
  2.醫(yī)療器械制造:高精度醫(yī)學設(shè)備的加工制造,如吸入式霧化器、腰椎手術(shù)器械等。
  
  3.高新材料制造:各類先進材料的加工制造,包括車間、工程、冶金、無機材料、有機材料等。
  
  4.精密部件加工:如工業(yè)精密零件、精密模具制造等。
  
  5.光學器件加工:比如功能材料的加工(紅外探測器、光電轉(zhuǎn)換器等等)。固體激光消融技術(shù)是高效剝蝕的一種常見方法。
  
  激光剝蝕技術(shù)被廣泛應用于微加工領(lǐng)域,因其高效、準確、迅速和不產(chǎn)生宏觀變形的優(yōu)點,在多領(lǐng)域皆有應用。盡管其高昂的設(shè)備投資和維護成本使其限于特定行業(yè),但它的不斷發(fā)展和改進,將會推動微加工技術(shù)的不斷升級,進一步改善產(chǎn)品品質(zhì),減少成本,促進制造業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展。
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