وضعیت و چشم انداز فناوری ماشینکاری دقیق لیزری

پرتو لیزر را می توان در اندازه بسیار کوچکی متمرکز کرد ، بنابراین برای آن مناسب است ماشینکاری دقیقبه ما تکنولوژی فعلی ماشینکاری لیزری را با توجه به اندازه مواد پردازش شده و الزامات دقت ماشینکاری به سه سطح تقسیم می کنیم:

• technology تکنولوژی ماشینکاری لیزری برای مواد در مقیاس بزرگ ، با صفحات ضخیم (چند میلی متر تا دهها میلی متر) به عنوان هدف اصلی ، و دقت ماشینکاری آن به طور کلی در سطح میلی متر یا زیر میلی متر است.
• technology تکنولوژی ماشینکاری لیزری دقیق ، با صفحات نازک (0.1 تا 1.0 میلی متر) به عنوان اصلی ترین ماشینکاری ، و دقت ماشینکاری آن عموماً در حدود ده میکرون است.
• technology فناوری ریزساخت لیزری ، برای فیلمهای مختلف با ضخامت کمتر از 100μm به عنوان اصلی ترین ماشینکاری ، دقت ماشینکاری آن به طور کلی زیر 10 میکرون یا حتی زیر میکرون است.

لازم به ذکر است که در صنعت ماشین آلات ، دقت معمولاً به معنای زبری سطح کوچک و محدوده تحمل کمی (شامل موقعیت ، شکل ، اندازه و غیره) است. با این حال ، اصطلاح "دقت" در این مقاله به شکاف کوچک در منطقه در حال پردازش اشاره دارد ، به این معنی که اندازه محدود قابل پردازش کوچک است. در سه نوع ماشینکاری لیزری فوق ، تکنولوژی ماشینکاری لیزری قطعات بزرگ به طور فزاینده ای بالغ شده و درجه صنعتی شدن بسیار بالا بوده است. بسیاری از ادبیات مورد بررسی قرار گرفته است. فناوری های ریز ماشینکاری لیزری مانند برش لیزری ، حکاکی دقیق لیزری ، فناوری نوشتن مستقیم لیزری نیز به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است و گزارش های مرتبط زیادی نیز وجود دارد. این مقاله بر روی تکنولوژی ماشینکاری دقیق لیزری تمرکز می کند. به منظور سهولت ، اهداف ماشینکاری برای ماشینکاری دقیق که در زیر ذکر شد ، محدود به صفحات نازک (0.1-1.0 میلی متر) است.

1. مقایسه بین ماشینکاری دقیق لیزری و روشهای سنتی ماشینکاری

با پیشرفت تکنولوژی ، انواع تکنولوژی ماشینکاری دقیق بیشتر و بیشتر می شود.

ماشینکاری دقیق لیزری دارای ویژگی های مهم زیر است:

• دامنه ماشینکاری دقیق لیزری وسیع است و تقریباً تمام مواد فلزی و غیر فلزی را شامل می شود. در حالی که ماشینکاری الکترولیتی فقط می تواند مواد رسانا را پردازش کند ، ماشینکاری فتوشیمیایی فقط برای مواد به راحتی خورنده مناسب است و ماشینکاری پلاسما برای پردازش برخی مواد با نقطه ذوب بالا دشوار است.
• factors عوامل مencingثر چندانی بر کیفیت ماشینکاری دقیق لیزری وجود ندارد و دقت ماشینکاری بالا است و به طور کلی بهتر از سایر روشهای ماشینکاری سنتی است.
• ③ از دیدگاه چرخه ماشینکاری ، الکترود ابزار EDM نیاز به دقت بالا ، تلفات زیاد و چرخه ماشینکاری طولانی دارد. طراحی قالب کاتد برای حفره ماشینکاری و مشخصات ماشینکاری الکترولیتی بزرگ است و چرخه تولید نیز طولانی است. مراحل پیچیده است ؛ ماشینکاری دقیق لیزری ساده است ، عرض شکاف به راحتی تنظیم و کنترل می شود ، سرعت ماشینکاری سریع است و چرخه ماشینکاری کوتاهتر از روشهای دیگر است.
• mach ماشینکاری دقیق لیزری متعلق به ماشینکاری بدون تماس ، بدون نیروی مکانیکی است. در مقایسه با ماشینکاری EDM و قوس پلاسما ، منطقه تحت تأثیر حرارت و تغییر شکل آن بسیار کوچک است ، بنابراین می تواند قطعات بسیار کوچک را پردازش کند.

به طور خلاصه ، تکنولوژی ماشینکاری دقیق لیزری مزایای زیادی نسبت به روش های ماشینکاری سنتی دارد و چشم انداز کاربرد آن بسیار گسترده است.

2. آشنایی با تجهیزات ماشینکاری دقیق لیزری که معمولاً استفاده می شود

لیزرهایی که معمولاً برای ماشینکاری دقیق استفاده می شوند عبارتند از: لیزرهای CO2، لیزرهای YAG، لیزرهای بخار مس، لیزرهای اگزایمر، و لیزرهای CO و غیره. 

در میان آنها، لیزرهای پرقدرت CO2 و لیزرهای پرقدرت YAG به طور گسترده در فناوری ماشینکاری لیزری در مقیاس بزرگ استفاده می شود. لیزرهای بخار مس و لیزرهای اگزایمر به طور گسترده در فناوری ریز ماشینکاری لیزری استفاده می شوند. لیزرهای متوسط ​​و کم توان YAG معمولاً برای ماشینکاری دقیق استفاده می شود.

3. استفاده از ماشینکاری دقیق لیزری و توسعه چین و بین المللی

3.1 وضعیت بین المللی

3.1.1 حفاری دقیق لیزری

با پیشرفت تکنولوژی ، روش سنتی مشت زدن در بسیاری از موارد نتوانسته است نیازها را برآورده کند. به عنوان مثال ، سوراخ های کوچک با قطر چند ده میکرومتر بر روی آلیاژهای سخت کاربید تنگستن پردازش می شوند. سوراخ های عمیق با قطر چند صد میکرومتر روی قرمزهای سخت و شکننده و یاقوت کبود و غیره پردازش می شوند که با روشهای معمول ماشینکاری نمی توان به آنها دست یافت. چگالی قدرت لحظه ای پرتو لیزر به اندازه 108 وات بر سانتی متر مربع است که می تواند مواد را در مدت زمان کوتاهی به نقطه ذوب یا نقطه جوش گرم کند تا به سوراخ شدن روی مواد فوق برسد. در مقایسه با پرتو الکترونی ، الکترولیز ، جرقه الکتریکی و حفاری مکانیکی ، حفاری لیزری دارای کیفیت خوب ، دقت تکرار بالا ، تطبیق پذیری قوی ، راندمان بالا ، هزینه کم و مزایای فنی و اقتصادی قابل توجه است. حفاری لیزری دقیق بین المللی به سطح بسیار بالایی رسیده است. یک شرکت سوئیسی از لیزرهای حالت جامد برای ایجاد سوراخ در پره های توربین هواپیما استفاده می کند ، که می تواند میکروچاله هایی با قطر 2 میکرومتر تا 20 میکرومتر را پردازش کند و نسبت قطر به عمق به 80:1 برسد (شکل 80 (الف) را ببینید) به پرتو لیزر همچنین می تواند سوراخ های مختلف با شکل خاص مانند سوراخ های کور (شکل 1 (ب) را ببینید) و سوراخ های مربعی روی مواد شکننده مانند سرامیک ، که با ماشینکاری معمولی قابل دستیابی نیستند ، پردازش کند.

3.1.2 برش دقیق لیزری

در مقایسه با روش برش سنتی، دقت برش لیزری مزایای زیادی دارد به عنوان مثال ، می تواند برش های باریکی ایجاد کند ، تقریباً هیچ گونه بقایای برش ، ناحیه کوچک تحت تأثیر حرارت ، سر و صدای برش کم نداشته و می تواند 15 تا 30 درصد مواد را ذخیره کند. از آنجا که لیزر به سختی ضربه و فشار مکانیکی بر روی مواد برش ایجاد می کند ، برای برش مواد سخت و شکننده مانند شیشه ، سرامیک و نیمه هادی مناسب است. علاوه بر این ، نقطه لیزر کوچک و شکاف باریک است ، بنابراین به ویژه مناسب برای قطعات کوچک نوع برش دقیق یک شرکت سوئیسی از لیزرهای حالت جامد برای برش دقیق استفاده می کند و دقت ابعادی آن به سطح بسیار بالایی رسیده است.

یک کاربرد معمولی از برش دقیق لیزری، برش شابلون های SMT در برد مدارهای چاپی است (شکل 2 را ببینید). روش سنتی ماشینکاری قالب SMT یک روش اچ شیمیایی است. عیب مهلک آن این است که اندازه حد ماشینکاری نباید کمتر از ضخامت صفحه باشد و روش اچ شیمیایی فرآیند پیچیده، چرخه ماشینکاری طولانی دارد و محیط خورنده محیط را آلوده می کند. 

استفاده از ماشین کاری لیزری نه تنها می تواند بر این کاستی ها غلبه کند، بلکه قالب تمام شده را نیز پردازش مجدد می کند. به ویژه، دقت ماشینکاری و چگالی شکاف به طور قابل توجهی بهتر از قبلی است (شکل 3 را ببینید). کمی پایین تر از قبلی است. با این حال، به دلیل محتوای تکنولوژیکی بالای کل مجموعه تجهیزات مورد استفاده برای ماشینکاری لیزری و قیمت بالا، تنها چند شرکت در چند کشور مانند ایالات متحده، ژاپن و آلمان می توانند کل دستگاه را تولید کنند.

3.1.3 جوشکاری دقیق لیزری

جوشکاری لیزری دارای یک منطقه بسیار باریک تحت تأثیر گرما و یک درز جوش کوچک است. به طور خاص ، می تواند مواد نقطه ذوب بالا و فلزات غیر مشابه را بدون نیاز به مواد اضافی جوش دهد. استفاده بین المللی از لیزرهای YAG جامد برای جوشکاری درز و جوش نقطه ای به سطح بالایی رسیده است. علاوه بر این ، سیمهای سربی مدار چاپی با لیزر جوش داده می شوند ، که نیازی به استفاده از شار ندارد و می تواند شوک حرارتی را بدون تأثیر روی قالب مدار کاهش دهد و در نتیجه از کیفیت قالب یکپارچه اطمینان حاصل کند (شکل 4 را ببینید) به

3.2 وضعیت کنونی در چین

پس از بیش از 20 سال تلاش، از نظر فناوری ماشینکاری دقیق لیزری و تجهیزات کامل، اگرچه چین در خط‌کشی لیزری سرامیکی و جوشکاری نقطه‌ای لیزری قطعات فلزی ریز، جوشکاری درز و جوش هوا محکم و مارک‌گذاری استفاده شده است. و غیره. 

با این حال، در فناوری ماشینکاری دقیق لیزری، فرآیند برش و حکاکی دقیق الگوی مدار میکروالکترونیک با محتوای فنی بالا و بازار کاربرد گسترده، سوراخ‌ها، سوراخ‌های کور و سوراخ‌های خاص، شکاف‌ها با مشخصات و اندازه‌های مختلف بر روی ورق‌های سرامیکی و چاپی بردهای مدار ماشینکاری دقیق لیزری و سایر جنبه ها هنوز در مرحله تحقیق و توسعه هستند و هیچ نمونه اولیه صنعتی مربوطه ظاهر نشده است. 

اکثر کاربران در چین به طور کلی از قالب های وارداتی یا ماشینکاری سفارشی در هنگ کنگ و سایر مکان ها استفاده می کنند. قیمت بالا و چرخه طولانی به طور جدی بر چرخه توسعه محصول تأثیر گذاشته است. در سال‌های اخیر، چند شرکت بزرگ بین‌المللی، بازار بالقوه عظیم چین را در صنعت ماشین‌کاری لیزری دقیق دیده‌اند. ، شروع به راه اندازی شعبه در چین کرده است. با این حال، هزینه‌های بالای ماشین‌کاری، هزینه‌های محصول را افزایش می‌دهد و هنوز هم باعث می‌شود بسیاری از شرکت‌ها آنها را ناامید کنند.

4. روند توسعه و چشم انداز فناوری لیزر ماشینکاری دقیق

لیزرهای باکیفیت، کارآمد، پایدار، قابل اعتماد و ارزان، پیش نیازهای ارتقاء و کاربرد ماشینکاری دقیق هستند. یکی از روندهای توسعه ماشین‌کاری دقیق لیزری، کوچک‌سازی سیستم‌های ماشین‌کاری است. در سال های اخیر، لیزرهای پمپ شده با دیود به سرعت توسعه یافته اند. دارای یک سری مزایای مانند راندمان تبدیل بالا، پایداری کار خوب، کیفیت پرتو خوب و اندازه کوچک است. احتمالاً لیزر اصلی برای نسل بعدی ماشینکاری لیزری دقیق خواهد بود.

ادغام سیستم های ماشینکاری یکی دیگر از روندهای مهم در توسعه ماشینکاری دقیق لیزری است. سیستم سازی و بهبود فناوری ماشینکاری دقیق لیزری برای مواد مختلف؛ نرم افزار کنترلی اختصاصی و کاربرپسند را که برای ماشینکاری دقیق لیزری مناسب است، توسعه دهید و آن را با پایگاه داده فرآیند مربوطه تکمیل کنید. ترکیب کنترل، فرآیند و لیزر برای دستیابی به نوری، ادغام ماشین کاری، برق و مواد یک روند اجتناب ناپذیر در توسعه ماشینکاری دقیق لیزری است.

اگرچه چین از نظر تکنولوژی و تجهیزات ماشینکاری لیزر فاصله زیادی با بین المللی دارد ، اما اگر به بهبود کیفیت پرتو لیزر و دقت ماشینکاری براساس اصل ، همراه با تحقیقات فناوری ماشینکاری مواد ادامه دهیم ، دقت لیزر را اشغال خواهیم کرد. بازار ماشینکاری تا آنجا که ممکن است و به تدریج به حوزه میکرو ماشینکاری لیزری نفوذ می کند ، می تواند توسعه سریع را ترویج کند برش لیزری و در نهایت ماشینکاری دقیق لیزری را به یک صنعت در مقیاس بزرگ تبدیل کند.

پیوند به این مقاله وضعیت و چشم انداز فناوری ماشینکاری دقیق لیزری

بیانیه تجدید چاپ: اگر دستورالعمل خاصی وجود ندارد ، همه مقالات این سایت اصلی هستند. لطفاً منبع چاپ مجدد را ذکر کنید: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks

PTJ® طیف کاملی از دقت سفارشی را ارائه می دهد CNC چین ماشینکاری خدمات. گواهینامه ISO 9001: 2015 و AS-9100. دقت سریع 3 ، 4 و 5 محوره ماشینکاری CNC خدمات از جمله فرز ، چرخش به مشخصات مشتری ، توانایی قطعات فلزی و پلاستیکی با تحمل +/- 0.005 میلی متر. خدمات ثانویه شامل CNC و سنگ زنی معمولی ، حفاری ،ریخته گری می کند,ورق فلز و مهر زنی. تهیه نمونه های اولیه ، اجرای کامل تولید ، پشتیبانی فنی و بازرسی کامل خودرو, هوافضا، قالب و لوازم جانبی ، روشنایی led ،پزشکی، دوچرخه و مصرف کننده الکترونیک صنایع تحویل به موقع. کمی در مورد بودجه پروژه خود و زمان تحویل پیش بینی شده به ما بگویید. ما برای ارائه کم هزینه ترین خدمات برای کمک به شما در رسیدن به هدف خود با شما استراتژی خواهیم کرد ، خوش آمدید با ما تماس بگیرید ( sales@pintejin.com ) مستقیماً برای پروژه جدید شما.