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固态激光剥蚀的工作原理及主要应用途径

更新时间:2023-09-04  |  点击率:421
  随着科技的不断进步,越来越多的微小零部件需要被精细地制作,而传统的制作方法却往往难以满足高精度、复杂性、生产效率等多方面的需求。激光剥蚀作为一种微加工技术,以其高效、精准、适用于多种材料等优点,成为了当今微加工领域的重要手段。
  

 

  激光剥蚀原理:
  
  1.光学原理:激光束聚焦到极小的光斑上,能够产生高的能量密度,使被加工物质表面迅速升温并蒸发,形成微型凹坑或凸起。
  
  2.热学原理:激光束瞬间高温熔融被加工物料表面,形成高温镀层。随着激光点位置的移动,加工点周围的镀层逐渐固化,并随之剥落。
  
  3.力学原理:激光束瞬间产生的高能量密度,能够产生瞬间的热膨胀和热应力,导致被加工物质表面形成短暂的膨胀和收缩,然后材料形成炸裂破碎,从而实现微小孔洞的加工。
  
  其工艺可以通俗地分为以下三个步骤:
  
  1.脉冲激光的产生:工艺开始前,需要确保激光器产生的激光脉冲参数符合要求,如波长、功率和脉冲宽度等。
  
  2.激光加工过程:在确定好工件的需求后,将激光束聚焦到零点上,使其能够在非接触情况下,对工件表面进行剥蚀或划痕等加工。
  
  3.检验结果:完成加工后,需要对工件表面进行检验。一般利用扫描电子显微镜等检验设备进行表面分析和检测。
  
  被广泛应用于多个领域:
  
  1.电子元器件制造:半导体、电子电气零部件微型加工、二维码雕刻等等。
  
  2.医疗器械制造:高精度医学设备的加工制造,如吸入式雾化器、腰椎手术器械等。
  
  3.高新材料制造:各类先进材料的加工制造,包括车间、工程、冶金、无机材料、有机材料等。
  
  4.精密部件加工:如工业精密零件、精密模具制造等。
  
  5.光学器件加工:比如功能材料的加工(红外探测器、光电转换器等等)。固体激光消融技术是高效剥蚀的一种常见方法。
  
  激光剥蚀技术被广泛应用于微加工领域,因其高效、准确、迅速和不产生宏观变形的优点,在多领域皆有应用。尽管其高昂的设备投资和维护成本使其限于特定行业,但它的不断发展和改进,将会推动微加工技术的不断升级,进一步改善产品品质,减少成本,促进制造业创新和发展。