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固態(tài)激光剝蝕的工作原理及主要應(yīng)用途徑

更新時(shí)間:2023-09-04  |  點(diǎn)擊率:754
  隨著科技的不斷進(jìn)步,越來(lái)越多的微小零部件需要被精細(xì)地制作,而傳統(tǒng)的制作方法卻往往難以滿足高精度、復(fù)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(zhǔn)、適用于多種材料等優(yōu)點(diǎn),成為了當(dāng)今微加工領(lǐng)域的重要手段。
  

 

  激光剝蝕原理:
  
  1.光學(xué)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(xué)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(diǎn)位置的移動(dòng),加工點(diǎn)周圍的鍍層逐漸固化,并隨之剝落。
  
  3.力學(xué)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(yīng)力,導(dǎo)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(shí)現(xiàn)微小孔洞的加工。
  
  其工藝可以通俗地分為以下三個(gè)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(zhǎng)、功率和脈沖寬度等。
  
  2.激光加工過(guò)程:在確定好工件的需求后,將激光束聚焦到零點(diǎn)上,使其能夠在非接觸情況下,對(duì)工件表面進(jìn)行剝蝕或劃痕等加工。
  
  3.檢驗(yàn)結(jié)果:完成加工后,需要對(duì)工件表面進(jìn)行檢驗(yàn)。一般利用掃描電子顯微鏡等檢驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行表面分析和檢測(cè)。
  
  被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域:
  
  1.電子元器件制造:半導(dǎo)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(xué)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(jìn)材料的加工制造,包括車間、工程、冶金、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)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(xué)器件加工:比如功能材料的加工(紅外探測(cè)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(yīng)用于微加工領(lǐng)域,因其高效、準(zhǔn)確、迅速和不產(chǎn)生宏觀變形的優(yōu)點(diǎn),在多領(lǐng)域皆有應(yīng)用。盡管其高昂的設(shè)備投資和維護(hù)成本使其限于特定行業(yè),但它的不斷發(fā)展和改進(jìn),將會(huì)推動(dòng)微加工技術(shù)的不斷升級(jí),進(jìn)一步改善產(chǎn)品品質(zhì),減少成本,促進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展。
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