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激光產(chǎn)品

CO2激光切割機(jī)

星之球科技 來源:百度百科2012-02-15 我要評(píng)論(0 )   

非金屬激光打標(biāo)領(lǐng)域 常見的有固體激光打標(biāo)機(jī)和氣體激光打標(biāo)機(jī)(CO2激光切割機(jī)) 非金屬激光切割機(jī)一般靠激光電源帶動(dòng)激光管發(fā)光,通過幾個(gè)反光鏡的折射,使光線傳輸?shù)郊?..

非金屬激光打標(biāo)領(lǐng)域
常見的有固體激光打標(biāo)機(jī)和氣體激光打標(biāo)機(jī)(CO2激光切割機(jī))
非金屬激光切割機(jī)一般靠激光電源帶動(dòng)激光管發(fā)光,通過幾個(gè)反光鏡的折射,使光線傳輸?shù)郊す忸^,再由激光頭上安裝的聚焦鏡將光線匯聚成為一點(diǎn),而這一點(diǎn)可以達(dá)到很高的溫度,從而將材料瞬間升華為氣體,由抽風(fēng)機(jī)吸走,這樣就達(dá)到切割的目的;一般激光切割機(jī)使用的激光管內(nèi)填充的主要?dú)怏w為CO2,因此這種激光管成為CO2激光管,而使用這種激光管的激光切割機(jī)稱之為CO2激光切割機(jī)  產(chǎn)品實(shí)物金運(yùn)CO2激光打標(biāo)機(jī)在陶瓷基板中的加工應(yīng)用
為了將陶瓷基板分為獨(dú)立部分,可使用激光打標(biāo)機(jī)刻劃(打鉆)一系列局部(未通)高公差孔洞。這些孔洞大約深入基板三分之一,生成后期破裂的優(yōu)先斷層線。使用其它技術(shù),也可以在基板上加工通路、槽孔、確定形貌和精細(xì)圖案。
由于常用陶瓷具有吸收的特性,CO2 激光器已經(jīng)成為激光器的選擇。脈沖CO2 激光器光束的能量在陶瓷表面被吸收,因此產(chǎn)生局部加熱、熔化和汽化。圖2顯現(xiàn)出氧化鋁內(nèi)0.0045英寸劃線的頂視圖,表明在使用相對(duì)較長脈沖期間(大約 75-300m,視厚度而定),在高斯光束能量分布圖中的低能量邊緣之下,因局部熔化造成的熱影響區(qū)域(HAZ)。
多年以來,CO2 激光器以長時(shí)間班次工作時(shí),在氣體和能量方面將消耗大量資源,還要求制定維護(hù)計(jì)劃。另外,典型用于這種應(yīng)用的脈沖參數(shù)意味著密封管CO2 激光器技術(shù)不太合適。整體來說,在經(jīng)過多年大量改進(jìn)時(shí),CO2 激光器在可靠性和維護(hù)問題方面仍然位于其它技術(shù)之后。在維護(hù)期間,這些激光器的光束質(zhì)量還是易于變化;可以達(dá)到的最小光點(diǎn)大小也易于受到長波影響。單獨(dú)來講,陶瓷的激光器光束吸收特性使這種技術(shù)影響該市場領(lǐng)域很長時(shí)間。
新劃線技術(shù)
以前試圖將Nd:YAG激光器應(yīng)用于劃線工藝中沒有成功,因?yàn)?.064 μm的吸收太弱;沒有足夠能量沉積在表面層產(chǎn)生需要的效果。為此,Synchron Laser Service公司(位于美國密執(zhí)安州South Lyon)開發(fā)了表面處理技術(shù),以在更短波長范圍內(nèi)加強(qiáng)陶瓷對(duì)激光器光線的吸收。這種工藝快速并微微浸入陶瓷表面并在足夠短的距離加強(qiáng)近紅外激光器脈沖的沉積能量,以產(chǎn)生必要的熔化和汽化。將這種正在申請(qǐng)專利的表面處理技術(shù)和SPI Lasers(位于英國Southampton)的光纖激光器技術(shù)相組合,其實(shí)現(xiàn)的工藝性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出使用CO2 激光打標(biāo)機(jī)所能達(dá)到的工藝性能。
表面處理大大加強(qiáng)了光纖激光器光束融入到陶瓷頂部表面之內(nèi),以開始打鉆過程。激光器脈沖與材料表面之間相互作用的加強(qiáng)動(dòng)力,結(jié)合了確保表面光點(diǎn)大小持續(xù)一致的定制高解析度光束傳遞系統(tǒng),這意味著現(xiàn)在可以在陶瓷基板實(shí)現(xiàn)更小的形貌。Synchron也考慮了一些現(xiàn)有其它激光器技術(shù),希望可以加工甚至更精細(xì)的劃線;但結(jié)論是:沒有一種技術(shù)能以其獨(dú)特方式達(dá)到目標(biāo)速度,在一些情況下至少要慢10倍。
與CO2 激光器相比,光纖激光器展示出更佳的一致性和可靠性,可以加工更精細(xì)的形貌,包括破裂之后邊緣質(zhì)量提高三倍以上。圖5進(jìn)一步展示了可以達(dá)到的邊緣質(zhì)量,在此描述切割箭頭形狀產(chǎn)生的原邊緣。重要的是,新工藝甚至可以達(dá)到采用CO2 激光器時(shí)無法實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)速度。
在0.0150英寸厚的氧化鋁基板上,劃線速度現(xiàn)在每分鐘超過1300英寸,大約是CO2 激光器的兩倍(都深入30%);但機(jī)加工速度至少是平均值,在大多數(shù)情況下速度超過CO2 激光器。根據(jù)Synchron的情況,是由于采用移動(dòng)控制系統(tǒng)而非激光器,才導(dǎo)致產(chǎn)量受限。
可以采用這種時(shí)新的方式加工氧化鋁和氮化鋁陶瓷。采用氧化鋁時(shí),工藝限制于最多達(dá)到大約0.060英寸的基板厚度,雖然在更長時(shí)間需要加工條件嚴(yán)苛應(yīng)用中的的更厚材料。更厚的基板也可以提供更多散熱,例如對(duì)于高亮度LED應(yīng)用中的情況。
氮化鋁陶瓷一般比氧化鋁更難加工,因?yàn)闊醾鲗?dǎo)性更好,因此加工要求具有成比例的更大功率。另一方面,可以達(dá)到更精細(xì)的形貌,因?yàn)橹挥泄馐淖罡呙芏炔糠植拍墚a(chǎn)生需要的工藝,而材料的高導(dǎo)熱性最低程度降低了光束能量分布圖兩側(cè)的HAZ。使用這種新方法的初步結(jié)果優(yōu)良,采用這種材料的工藝仍然可以微調(diào)。
工藝改進(jìn)
光纖激光器可以提供一系列獨(dú)特的性能,應(yīng)用于廣泛的材料加工。例如,可靠的高斯光束分布圖(TEM00)對(duì)于表面達(dá)到和維護(hù)持續(xù)一致的光點(diǎn)大小十分重要。光纖激光器在這一方面表現(xiàn)良好,所有輸出功率展示出特別優(yōu)質(zhì)的光束分布,因此允許工作距離大(獨(dú)立)。另一種優(yōu)點(diǎn)是小光點(diǎn)尺寸和優(yōu)質(zhì)光束轉(zhuǎn)換為焦點(diǎn)的高亮度光,實(shí)現(xiàn)可靠加工,精確度高,HAZ最小。
光纖激光器能通過以下幾種方式共同實(shí)現(xiàn)最大程度的降低運(yùn)營成本:降低維護(hù)成本、沒有對(duì)準(zhǔn)或校準(zhǔn)要求、更長正常運(yùn)行時(shí)間以及在更高產(chǎn)量時(shí)提高生產(chǎn)質(zhì)量。光纖激光器結(jié)構(gòu)緊湊,結(jié)實(shí)耐用,因此適合最具挑戰(zhàn)的工業(yè)環(huán)境。
Synchron的專有技術(shù)突破了工業(yè)中技術(shù)進(jìn)步的新領(lǐng)域,即在消費(fèi)電子產(chǎn)品生產(chǎn)中不能匹配其它材料的加工。行業(yè)巨頭相對(duì)較少,一方面競爭成本高,另一方面還需要對(duì)客戶需求保持靈活變化,面對(duì)這種境況,任何工藝進(jìn)步都可能導(dǎo)致贏得重要市場。
組合光纖激光器和專有表面修改工藝實(shí)現(xiàn)的形貌尺寸降低,為電子產(chǎn)品級(jí)陶瓷加工更精細(xì)劃線開啟了大門,每月產(chǎn)量通常超過1000萬件,輕松滿足蜂窩式電話和音樂播放器以及用于背光和汽車應(yīng)用的高密度LED的大規(guī)模消費(fèi)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。事實(shí)上,一些工業(yè)正在要求陶瓷基板孔洞<0.003英寸,精確度優(yōu)于0.0005英寸,采用CO2 激光打標(biāo)機(jī)不容易達(dá)到這種解析度,但是Synchron的新方法已經(jīng)在大規(guī)模生產(chǎn)中達(dá)到這種水平。
表面處理可以采用噴涂、浸入或輥壓,不需要大量烘干時(shí)間。應(yīng)用陶瓷表面處理不會(huì)增加其它工藝步驟,因?yàn)橐恍╊愋偷耐坎疾襟E(通常是防飛濺層)對(duì)于已經(jīng)建立的CO2 加工工藝比較常見。另外,新工藝產(chǎn)生的殘余物活性更低,數(shù)量更少,只會(huì)消除飛濺問題。
以更高速度加工陶瓷基板更精細(xì)的形貌,在設(shè)計(jì)、性能和成本方面為電子工業(yè)帶來了優(yōu)點(diǎn)。光纖激光器可以幫助在可行的競爭要求的重要標(biāo)準(zhǔn)之中達(dá)到更好平衡:通常是有效光學(xué)性能、工藝靈活性、高產(chǎn)量、長時(shí)間系統(tǒng)正常運(yùn)行以及可靠性。對(duì)于Synchron的情況,光纖激光器有助于確保達(dá)到以前無法實(shí)現(xiàn)的陶瓷加工性能水平
CO2激光切割機(jī)的工業(yè)應(yīng)用
世界第一臺(tái)CO2激光切割機(jī)是二十世紀(jì)七十年代的誕生的。三十多年來,由于應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,CO2激光切割機(jī)不斷改進(jìn),目前國際國內(nèi)已有多家企業(yè)從事生產(chǎn)各種CO2激光切割機(jī)以滿足市場的需求,有二維平板切割機(jī)、三維空間曲線切割機(jī)、管子切割機(jī)等。根據(jù)美國激光工業(yè)應(yīng)用權(quán)威雜志“Industrial LaserSolution”2000年度報(bào)告統(tǒng)計(jì):1999年全世界共銷售的激光切割系統(tǒng)(主要是CO2激光切割系統(tǒng))為3325臺(tái),共11.74億美元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)我國目前每年生產(chǎn)CO2激光切割機(jī)近100臺(tái),共1.5億元人民幣。雖然激光切割的發(fā)展趨勢(shì)較快,但應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國家相比差距較大。至2003年我國已在工業(yè)生產(chǎn)中使用的CO2激光切割系統(tǒng)累計(jì)已達(dá)500臺(tái)左右,約占全世界正運(yùn)行系統(tǒng)總量的1.5%。#p#分頁標(biāo)題#e#
技術(shù)參數(shù)
激光類型CO2封離式玻璃管激光器
激光輸出功率70W、100W、150W任選
切割幅面1800mm×800mm
加工(空程)速度0~300000mm/s
工作平臺(tái) 履帶式切割平臺(tái)
最大單屏雕花幅面范圍250mm×250mm—450mm×450mm
運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 脫機(jī)或聯(lián)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制,5寸液晶屏顯示
供電電源220V±10% 50Hz
支持圖形格式AI、BMP、PLT、DXF、DST等
標(biāo)配500W抽煙機(jī)
選配 專用自動(dòng)送料機(jī)、冷水機(jī)(空冷不配)
 

 

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