近幾十年來,激光設備更新升級的越來越快,國內外激光產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展的時期,納秒、皮秒、飛秒逐漸廣泛應用成為市場的熱點,在工業(yè)制造中常見的有納秒激光、皮秒激光以及飛秒激光為各行業(yè)生產(chǎn)制造提供了激光應用解決方案,對于革新激光裝備行業(yè)的“新寵”,納秒、皮秒、飛秒又是什么呢?以下為時間單位換算:
以下為時間單位換算:
1ms (毫秒)=0.001秒=10-3秒
1μs (微秒)=0.000001=10-6秒
1ns (納秒)=0.0000000001秒=10-9秒
1ps (皮秒)=0.0000000000001秒=10-12秒
1fs (飛秒)=0.000000000000001秒=10-15 因而在市場上常??吹降募{秒、皮秒、飛秒激光加工設備是以時間為準則命名的,根據(jù)不同材料的加工需求,選擇對應的納秒、皮秒、飛秒激光加工設備。下面看一下他們的具體區(qū)別:
一,常用加工材料的區(qū)別
激光加工設備是一個集成化的綜合科學設備,納秒、皮秒、飛秒僅僅是其中的一個環(huán)節(jié),是脈沖時間單位,同樣還有單脈沖能量、脈沖寬度、脈沖頻率、脈沖峰值功率等等其他各種因素,在不同的加工條件下,選擇的時間單位不同,所以才會有對納秒、皮秒、飛秒激光設備的命名規(guī)則。如納秒紫外激光切割機常用于薄膜材料加工,飛秒紫外激光切割機常用于脆性材料加工,飛秒紫外激光切割機用于導電薄膜氧化物等材料加工等(紫外是根據(jù)波長規(guī)則命名,為355nm激光)。
二,激光加工應用的區(qū)別
電路板設計中人們開始用陶瓷基底代替常規(guī)的塑料基底以實現(xiàn)更好的導熱效果。為了連接電子元件,一般需要在板上鉆高達數(shù)十萬個μm級的小孔。因此保證基底的穩(wěn)定性不會受到鉆孔過程時熱輸入的影響就變得十分重要,皮秒激光正是這個應用的理想工具。
皮秒激光能以沖擊鉆探的方式完成孔的加工,并保證孔的均勻性。除了電路板,皮秒激光還可以對塑料薄膜、半導體、金屬膜和藍寶石等材料進行高質量鉆孔。
三,劃線,切割工藝區(qū)別
通過掃描的方式疊加激光脈沖可以形成線。通常要通過大量的掃描可以深入到陶瓷內部,直到線的深度達到材料厚度的 1/6。然后沿著這些刻線從陶瓷基底上分離單個模塊。這種分離方法叫做劃線。
另一種分離方法是使用超短脈沖激光燒蝕切割,也稱為消融切割。激光對材料進行燒蝕,去除材料直到它被切透。這個技術的好處是加工的孔的形狀和尺寸具有較大的靈活性。所有的工藝步驟可以通過一臺皮秒激光器完成。皮秒激光和納秒激光在聚碳酸酯材料上進行劃線加工的不同效果。
四,表面結構化應用區(qū)別
結構化可以改變材料表面的物理特性。根據(jù)荷花效應,疏水性表面結構讓水從表面流掉。用超短脈沖激光器在表面創(chuàng)造亞微米結構可以實現(xiàn)這個特性,并可以通過改變激光參數(shù)對所要創(chuàng)造的結構進行精確控制。
相反的效果,例如親水性表面,同樣可以實現(xiàn),而且微加工還可以創(chuàng)造更大尺寸的結構。這些工藝可以用于發(fā)動機中的油箱來制造一些降低磨損的微結構,或者在金屬表面結構化實現(xiàn)與塑料的焊接。
雕刻成型是通過燒蝕材料創(chuàng)造三維形狀。盡管燒蝕的尺寸可能會超過傳統(tǒng)意義上所說的微加工的范疇,但是它所需的精度還是使它被劃分到這類激光應用領域。皮秒激光可以用于加工銑床的多晶金剛石刀具邊緣。
激光是加工多晶金剛石的理想工具,多晶金剛石是可以制作銑刀刀刃的極為堅硬的材料。使用雕刻成型技術來加工銑刀的切屑槽和齒,這種情形下激光的好處是非接觸和高加工精度。
隨著技術的進步,納秒、皮秒、飛秒激光設備越來越被大家所熟知,應用范圍越加廣泛。超越激光擁有專業(yè)、優(yōu)良的納秒,皮秒及飛秒激光設備,多年實踐經(jīng)驗積累,廣泛應用于各行業(yè)客戶產(chǎn)線,制造出一批又一批的產(chǎn)品進入市場。
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