Микро су ағынымен басқарылатын лазерлік өңдеу машинасы

Қысқаша сипаттама:

Өндіріс жоғары дәлдік пен өнімділікті талап етуді жалғастырған сайын, су ағынымен басқарылатын лазер (WJGL) технологиясы инженерлік енгізуде де, нарықтық әлеуетте де қарқын алуда. Аэроғарыш, электроника, медициналық құрылғылар және автомобиль өндірісі сияқты жоғары деңгейлі салаларда өлшемдік дәлдікке, жиек тұтастығына, жылу әсер ететін аймақты (HAZ) басқаруға және материалдық қасиеттерді сақтауға қатаң талаптар қойылады. Дәстүрлі процестер - механикалық өңдеу, термиялық кесу және стандартты лазерлік өңдеу - көбінесе шамадан тыс жылулық әсермен, микрокрекингпен және жоғары шағылыстыратын немесе жылуға сезімтал материалдармен шектеулі үйлесімділікпен күреседі.

Бізге электрондық пошта жіберіңіз

Ерекше өзгешеліктері

Егжей-тегжейлі диаграмма

Кіріспе

Өндіріс жоғары дәлдік пен өнімділікті талап етуді жалғастырған сайын,су ағынымен басқарылатын лазер (WJGL)технология инженерлік енгізуде де, нарықтық әлеуетте де қарқын алуда. Аэроғарыш, электроника, медициналық құрылғылар және автомобиль өндірісі сияқты жоғары деңгейлі салаларда өлшемдік дәлдікке, жиек тұтастығына, жылу әсер ететін аймақты (HAZ) басқаруға және материалдық қасиеттерді сақтауға қатаң талаптар қойылады. Дәстүрлі процестер - механикалық өңдеу, термиялық кесу және стандартты лазерлік өңдеу - көбінесе шамадан тыс жылулық әсермен, микрокрекингпен және жоғары шағылыстыратын немесе жылуға сезімтал материалдармен шектеулі үйлесімділікпен күреседі.

Осы шектеулерді шешу үшін зерттеушілер лазерлік процеске жоғары жылдамдықты микро су ағынын енгізіп, WJGL жасады. Бұл конфигурацияда су ағыны бір мезгілде ... ретінде қызмет етеді.сәуле бағыттаушы ортажәнетиімді салқындатқыш/қоқысты кетіретін құрал, кесу сапасын жақсарту және материалдың қолданылуын кеңейту. Тұжырымдамалық тұрғыдан алғанда, WJGL - дәстүрлі лазерлік өңдеу мен су ағынымен кесудің инновациялық гибриді, жоғары энергия тығыздығын, жоғары дәлдікті және термиялық зақымдануды айтарлықтай төмендетеді - бұл әртүрлі дәлдіктегі өндіріс сценарийлерін қолдайтын қасиеттер.

Микро су ағынымен басқарылатын лазерлік өңдеу машинасы

Су ағынымен басқарылатын лазердің жұмыс принципі

1-суретте көрсетілгендей, WJGL-дің негізгі тұжырымдамасы лазер энергиясын үздіксіз су ағыны арқылы беру болып табылады, ол «сұйық оптикалық талшық» ретінде тиімді жұмыс істейді. Дәстүрлі оптикалық талшықтарда жарық басқарылады.толық ішкі шағылысу (TIR)өзек пен қаптама арасындағы сыну көрсеткішінің айырмашылығына байланысты. WJGL дәл сол механизмді пайдаланадысу-ауа шекарасысудың сыну көрсеткіші шамамен1.33, ал ауа шамамен1.00Лазер тиісті жағдайларда ағынға қосылған кезде, TIR сәулені су бағанының ішінде шектейді, бұл өңдеу аймағына қарай тұрақты, төмен дивергенциялы таралуды қамтамасыз етеді.

1-сурет. Су ағынымен басқарылатын лазердің өңдеу сипаттамалары (схемалық)

Саптаманың дизайны және микро-ағынды формация

Лазердің ағынға тиімді қосылуы үшін тұрақты, үздіксіз, цилиндр тәрізді микроағынды шығаруға қабілетті саптама қажет, сонымен қатар лазердің су-ауа шекарасында TIR ұстап тұру үшін тиісті бұрышпен кіруіне мүмкіндік береді. Ағынның тұрақтылығы сәуленің берілуінің тұрақтылығы мен фокустау консистенциясын қатты басқаратындықтан, WJGL жүйелері әдетте сұйықтықты дәл басқаруға және мұқият жасалған саптама геометриясына сүйенеді.

2-суретте әртүрлі саптама түрлерімен (мысалы, капиллярлық және әртүрлі конустық конструкциялар) пайда болатын типтік ағын күйлері көрсетілген. Саптама геометриясы ағынның жиырылуына, тұрақты ұзындыққа, турбуленттіліктің дамуына және байланыс тиімділігіне әсер етеді, осылайша өңдеу сапасы мен қайталануына әсер етеді.

Су толқын ұзындығына тәуелді жұтылу мен шашырауды да көрсетеді. Көрінетін және жақын инфрақызыл диапазондарда жұтылу салыстырмалы түрде төмен, бұл тиімді берілісті қамтамасыз етеді. Керісінше, алыс инфрақызыл және ультракүлгін диапазондарда жұтылу артады, сондықтан WJGL енгізулерінің көпшілігі көрінетін және жақын инфрақызыл диапазондарда жұмыс істейді.

2-сурет. Микроағынды түзуге арналған саптама құрылымдары: (a) жиырылу схемасы; (b) капиллярлық саптама; (c) конустық саптама; (d) жоғарғы конустық саптама; (e) төменгі конустық саптама.

WJGL негізгі артықшылықтары

Дәстүрлі өңдеу жолдарына механикалық кесу, термиялық кесу (мысалы, плазмалық/жалын) және дәстүрлі лазерлік кесу жатады. Механикалық өңдеу жанасу негізінде жүзеге асырылады; құралдың тозуы және кесу күштері микрозақымданулар мен деформацияларды тудыруы мүмкін, бұл қол жеткізуге болатын дәлдік пен беттің тұтастығын шектейді. Термиялық кесу қалың кесіктер үшін тиімді, бірақ әдетте механикалық өнімділікті төмендететін үлкен ЖЖ, қалдық кернеулер және микрожарықтар тудырады. Дәстүрлі лазерлік өңдеу, әмбебап болғанымен, салыстырмалы түрде үлкен ЖЖ және жоғары шағылыстыратын немесе жылуға сезімтал материалдарда тұрақсыз өнімділіктен зардап шегуі мүмкін.

3-суретте қорытындыланғандай, WJGL суды беріліс ортасы және бір мезгілде салқындатқыш ретінде пайдаланады, бұл HAZ-ды айтарлықтай азайтады және бұрмалану мен микрожарылуды басады, осылайша дәлдік пен жиек/бет сапасын жақсартады (4-суретті қараңыз). Оның артықшылықтарын келесідей қорытындылауға болады:

Термиялық зақымдану аз және сапасы жақсардыЖоғары меншікті жылу сыйымдылығы және судың үздіксіз ағымы жылуды тез жояды, жылу жиналуын шектейді және микроқұрылым мен қасиеттерді сақтауға көмектеседі.
Фокустау тұрақтылығын және энергияны пайдалануды жақсартуАғынның ішінде шектелу бос кеңістіктің таралуымен салыстырғанда шашырауды және энергия шығынын азайтады, бұл энергия тығыздығының жоғарылауына және өңдеудің тұрақтылығының артуына мүмкіндік береді — ұсақ кесуге, микробұрғылауға және күрделі геометрияларға өте қолайлы.
Таза және қауіпсіз жұмысСу ортасы түтіндерді, бөлшектерді және қоқысты ұстап, кетіреді, ауаның ластануын азайтады және еңбек қауіпсіздігін жақсартады.

3-сурет. Кәдімгі лазерлік өңдеу мен WJGL салыстыруы
4-сурет. Әдеттегі кесу және бұрғылау технологияларын салыстыру

Қолдану салалары

1) Аэроғарыш

Аэроғарыштық компоненттер көбінесе титан қорытпалары, никель негізіндегі қорытпалар, CFRP, CMC және керамика сияқты жоғары өнімді материалдарды пайдаланады, оларды өңдеу қиын, сонымен қатар дәлдік пен тиімділікті сақтайды. WJGL жоғары энергия тығыздығы мен тиімді салқындатудың арқасында HAZ азайтылған дәл кесуге мүмкіндік береді, деформация мен қасиеттің тозуын азайтады және сенімділік үшін маңызды бөлшектерді қолдайды.

2) Медициналық құрылғылар

Медициналық құрылғыларды өндіру минималды инвазивті құралдар, имплантаттар және диагностикалық/емдік құрылғылар сияқты өнімдер үшін ерекше дәлдікті, тазалықты және бетінің тұтастығын талап етеді. WJGL өңдеу аймағын су ағынымен салқындату және тазарту арқылы термиялық зақымдануды және бетінің ластануын азайтады, консистенцияны жақсартады және биоүйлесімділікті қолдайды. Сондай-ақ, ол жекелендірілген құрылғыларға арналған күрделі геометрияларды дәл жасауға мүмкіндік береді.

3) Электроника

Микроэлектроника және жартылай өткізгіштер өндірісінде WJGL жоғары дәлдігі мен төмен жылулық әсері арқасында пластиналарды турау, чиптерді орау және микроқұрылымдау үшін кеңінен қолданылады. Сумен салқындату сезімтал компоненттердің жылудан туындаған зақымдануын азайтады, сенімділік пен өнімділік тұрақтылығын жақсартады.

4) Алмаз өңдеу

Алмаз және басқа да аса қатты материал бөлшектері үшін WJGL төмен термиялық әсермен, минималды механикалық кернеумен, жоғары тиімділікпен және жоғары жиек/бет сапасымен жоғары дәлдіктегі кесу және бұрғылауды ұсынады. Дәстүрлі механикалық әдістермен және кейбір лазерлік әдістермен салыстырғанда, WJGL материалдың тұтастығын сақтауда және ақауларды басуда көбінесе тиімдірек.

Су ағынымен басқарылатын лазер (WJGL) туралы жиі қойылатын сұрақтар

1) Су ағынымен басқарылатын лазерлік (WJGL) өңдеу дегеніміз не?

WJGL – лазер сәулесі микро су ағынына қосылған лазерлік өңдеу әдісі. Су ағыны сәуле бағыттаушы және салқындату/қалдықтарды кетіру құралы ретінде әрекет етеді, бұл термиялық зақымдануды азайта отырып, жоғары дәлдікті қамтамасыз етеді.

2) WJGL қалай жұмыс істейді?

WJGL су-ауа шекарасындағы толық ішкі шағылысқа сүйенеді. Су мен ауаның сыну көрсеткіштері әртүрлі болғандықтан, лазерді су бағанының ішінде – «сұйық оптикалық талшық» сияқты – шектеп, бағыттауға және өңдеу аймағына тұрақты түрде жеткізуге болады.

3) WJGL жылу әсер ететін аймақты (HAZ) неліктен азайтады?

Үздіксіз ағып жатқан су жоғары жылу сыйымдылығының арқасында жылуды тиімді түрде жояды. Бұл жылудың жиналуын басады, HAZ, бұрмалану және микрожарылуды азайтады.

4) Кәдімгі лазерлік өңдеумен салыстырғанда негізгі артықшылықтары қандай?

Әдетте негізгі артықшылықтарға мыналар жатады:

Қайта фокустау талаптары азайтылған немесе мүлдем жоқ; жазық емес/3D кесуге жарамды
Біркелкі, параллель керф қабырғалары және жақсартылған кесу сапасы
Термиялық әсер айтарлықтай төмен (аз HAZ)
Таза өңдеу: су бөлшектерді ұстап қалады және шөгінділердің/ластанудың алдын алуға көмектеседі
Кірпіктердің аз пайда болуы: ағын балқытылған материалды керфтен шығаруға көмектеседі

Біз туралы

XKH арнайы оптикалық шыны мен жаңа кристалды материалдарды жоғары технологиялық әзірлеуге, өндіруге және сатуға маманданған. Біздің өнімдеріміз оптикалық электроникаға, тұтынушылық электроникаға және әскери салаға қызмет көрсетеді. Біз сапфир оптикалық компоненттерін, ұялы телефон линзаларының қақпақтарын, керамиканы, LT, кремний карбиді SIC, кварц және жартылай өткізгіш кристалды пластиналарды ұсынамыз. Білікті тәжірибеміз бен заманауи жабдықтарымызбен біз стандартты емес өнімді өңдеуде табысқа жетеміз, жетекші оптоэлектронды материалдардың жоғары технологиялық кәсіпорыны болуға ұмтыламыз.