Nová technologie značení CO2 laserového řezacího stroje

May 14, 2024 Zanechat vzkaz

Předchozí pokusy aplikovat Nd:YAG lasery na procesy značení byly neúspěšné kvůli slabé absorpci při 1,064 μm; Na povrchovou vrstvu se neukládá dostatek energie k vytvoření požadovaného efektu. Za tímto účelem společnost Synchron Laser Service (se sídlem v South Lyonu, Michigan, USA) vyvinula technologii povrchové úpravy pro zvýšení keramické absorpce laserového světla v kratším rozsahu vlnových délek. Tento proces rychle a mírně ponoří keramický povrch a zvýší energii depozice blízkých infračervených laserových pulsů na dostatečně krátkou vzdálenost, aby došlo k nezbytnému roztavení a odpařování. Kombinací této patentované technologie povrchové úpravy s technologií vláknového laseru SPI Lasers (se sídlem v Southamptonu, Spojené království) dosahovaný procesní výkon daleko převyšuje výkon dosažený použitím CO2 laserových značkovacích strojů.


Povrchová úprava výrazně zlepšuje integraci vláknového laserového paprsku do horního povrchu keramiky pro zahájení procesu vrtání. Vylepšená interakce mezi laserovými pulzy a povrchy materiálů v kombinaci s přizpůsobeným systémem přenosu paprsku s vysokým rozlišením, který zajišťuje konzistentní velikost povrchové skvrny, znamená, že na keramických substrátech lze dosáhnout menších morfologií. Synchron také zvažoval některé další existující laserové technologie v naději, že zpracuje ještě jemnější linie; Závěr je však takový, že žádná technologie nemůže dosáhnout cílové rychlosti svým jedinečným způsobem a v některých případech je alespoň 10krát pomalejší.


Ve srovnání s CO2 lasery vykazují vláknové lasery lepší konzistenci a spolehlivost, což umožňuje jemnější morfologické zpracování, včetně více než trojnásobného zvýšení kvality hrany po zlomení. Obrázek 5 dále znázorňuje dosažitelnou kvalitu hrany, popisující původní hranu vytvořenou řezáním tvaru šipky. Důležité je, že nový proces může dokonce dosáhnout produkčních rychlostí, kterých nelze dosáhnout s CO2 lasery.


Na substrátu z oxidu hlinitého o tloušťce 0 0,0150 palce překračuje rychlost značení 1300 palců za minutu, což je přibližně dvojnásobek rychlosti CO2 laseru (oba pronikají 30 %); Ale rychlost obrábění je alespoň průměrná a ve většině případů rychlost přesahuje CO2 lasery. Podle situace společnosti Synchron je výkon omezený spíše použitím mobilního řídicího systému než laseru.


Tuto nejnovější metodu lze použít pro zpracování keramiky z oxidu hlinitého a nitridu hliníku. Při použití oxidu hlinitého může procesní limit dosáhnout tloušťky substrátu až přibližně 0,060 palce, ačkoli silnější materiály v náročnějších aplikacích vyžadují delší dobu zpracování. Tlustší substráty mohou také zajistit větší odvod tepla, jako například v aplikacích LED s vysokým jasem.


Keramika z nitridu hliníku se obecně obtížněji zpracovává než oxid hlinitý, protože má lepší tepelnou vodivost, a proto vyžaduje úměrně vyšší výkon pro zpracování. Na druhou stranu lze dosáhnout jemnější morfologie, protože pouze část paprsku s nejvyšší hustotou může produkovat požadovaný proces a vysoká tepelná vodivost materiálu minimalizuje HAZ na obou stranách mapy rozložení energie paprsku. Předběžné výsledky s použitím této nové metody jsou vynikající a proces využívající tento materiál lze ještě doladit.