Làsers de subnanosegons aplicats al micromecanitzat de materials durs i fràgils

Els materials no metàl·lics durs i trencadissos inclouen una varietat de pedres precioses, vidre, cristalls de silici, cristalls de quars, ceràmica, materials magnètics de terres rares, etc. La majoria d'aquests materials són no conductors o semiconductors, i normalment es caracteritzen per una gran duresa, fragilitat, resistència a l'abrasió, resistència a la corrosió, resistència a l'oxidació i resistència a altes temperatures. Com que els materials no metàl·lics durs i trencadissos tenen molts materials metàl·lics, és difícil comparar les excel·lents característiques del seu àmbit d'aplicació s'ha anat ampliant gradualment des de la indústria de la construcció tradicional, la indústria artesanal fins a l'aeroespacial, la maquinària, l'automoció, l'electrònica, la indústria química i altres. camps. Els materials no metàl·lics durs i trencadissos i l'ampliació contínua del camp d'aplicació del seu processament de baixa eficiència, l'alt cost de la contradicció és cada cop més destacat, donant lloc a que els mètodes de processament tradicionals actuals no es poden adaptar a les necessitats de moltes indústries. Densitat d'energia làser de fins a 108 ~ 1010 W/cm2, acció directa sobre la superfície local de materials durs i trencadissos no metàl·lics, donant lloc a una energia instantània generada pel material de fusió a alta temperatura o destruir directament l'enllaç molecular del material. En comparació amb els mètodes de processament tradicionals, l'eficiència de 8 a 20 vegades, estalviant entre un 20 i un 30 per cent del material, pot reduir considerablement els costos de producció, millorar la precisió del processament i la qualitat del producte, però també té la capacitat d'escurçar el cicle de producció, selectiu. processament i mecanitzat de precisió i altres avantatges.

Làser tradicional de processament de materials durs i trencadissos utilitzats per làsers de nanosegons, l'amplada del pols és generalment superior a 5 ns, gran volum, alts requisits ambientals, mala estabilitat i efectes tèrmics, perquè l'efecte de processament de molts materials no és ideal. A més, els làsers de picosegon i femtosegon tenen un millor rendiment en el micromecanitzat, però són cars i voluminosos.

Els làsers subnanosegons d'alta potència i alta freqüència són una classe de làsers quasi-ultraràpids rendibles, que combinen la precisió de processament dels làsers de picosegons i l'avantatge de preu dels làsers de nanosegons ordinaris, que tenen una àmplia perspectiva d'aplicació en el camp de la precisió. micromecanitzat, i són afavorits pels clients industrials.

Introducció de principis
El micromecanitzat de materials durs i trencadissos consisteix generalment en làser, càmera CCD, col·limació làser i sistema òptic d'enfocament i imatge, sistema de control de galvanòmetre o plataforma giratòria mòbil multidimensional, mòdul de control d'entrada/sortida, ordinador i programari de control. Utilitzant les característiques d'alta energia del làser, mitjançant la interacció de fotons i materials per aconseguir el marcatge del material, perforació, traçat, tall, talla interna i altres processaments; a causa de la seva alta eficiència, alta precisió, sense contacte i altres avantatges, s'utilitza àmpliament en microelectrònica, processament micromecànic i micro-òptic i altres camps.

Mercat d'aplicacions
Els materials durs i trencadissos es poden dividir àmpliament en: micromecanitzat de material semiconductor, micromecanitzat de material ceràmic, marcatge i traçat de diamants i pedres precioses, micromecanitzat de material transparent (vidre temperat, vidre de safir, etc.), ablació de material de pel·lícula fina, òxids conductors transparents i dielèctric. ablació, etc.