English

Машина за микро ласерску обраду вођену воденим млазом

Микро машина за ласерску обраду вођену воденим млазом Истакнута слика
  • Машина за микро ласерску обраду вођену воденим млазом

Кратак опис:

Како производња и даље захтева већу прецизност и продуктивност, технологија ласера ​​вођеног воденим млазом (WJGL) добија на замаху како у инжењерској примени, тако и у тржишном потенцијалу. У врхунским секторима као што су ваздухопловство, електроника, медицински уређаји и аутомобилска производња, постављају се строги захтеви за димензионалну тачност, интегритет ивица, контролу зона утицаја топлоте (HAZ) и очување својстава материјала. Конвенционални процеси - механичка обрада, термичко сечење и стандардна ласерска обрада - често се боре са прекомерним термичким ударом, микропукотинама и ограниченом компатибилношћу са високо рефлектујућим или топлотно осетљивим материјалима.


Карактеристике

Детаљан дијаграм

Увод

Како производња наставља да захтева већу прецизност и продуктивност,ласер вођен воденим млазом (WJGL)Технологија добија на замаху како у инжењерској примени, тако и у тржишном потенцијалу. У секторима високе класе као што су ваздухопловство, електроника, медицински уређаји и аутомобилска индустрија, постављају се строги захтеви за димензионалну тачност, интегритет ивица, контролу зона утицаја топлоте (ЗУТ) и очување својстава материјала. Конвенционални процеси - механичка обрада, термичко сечење и стандардна ласерска обрада - често се боре са прекомерним термичким ударом, микропукотинама и ограниченом компатибилношћу са високо рефлектујућим или топлотно осетљивим материјалима.

Да би се решила ова ограничења, истраживачи су увели микро млаз воде велике брзине у ласерски процес, стварајући WJGL. У овој конфигурацији, млаз воде служи истовремено каомедијум за вођење снопаи једанефикасно расхладно средство/средство за уклањање отпадака, побољшавајући квалитет реза и проширујући применљивост материјала. Концептуално, WJGL је иновативни хибрид традиционалне ласерске обраде и сечења воденим млазом, који нуди високу густину енергије, високу прецизност и знатно смањено термичко оштећење – атрибуте који подржавају широк спектар сценарија прецизне производње.

Машина за микро ласерску обраду вођену воденим млазом

Принцип рада ласера ​​вођеног млазом воде

Као што је илустровано на слици 1, централни концепт WJGL-а је пренос ласерске енергије кроз континуирани водени млаз, ефикасно функционишући као „течно оптичко влакно“. Код конвенционалних оптичких влакана, светлост се води помоћутотална унутрашња рефлексија (TIR)због разлике у индексу преламања између језгра и омотача. WJGL користи исти механизам наинтерфејс вода-ваздухвода има индекс преламања од приближно1,33, док је ваздух отприлике1,00Када се ласер повеже са млазом под одговарајућим условима, TIR ограничава сноп унутар воденог стуба, омогућавајући стабилно ширење са ниском дивергенцијом према зони обраде.

Сл. 1 Карактеристике обраде ласера ​​вођеног воденим млазом (шематски)

ласер 2

Дизајн млазнице и формирање микромлазнице

Ефикасно ласерско спрезање у млаз захтева млазницу способну да произведе стабилан, континуирани, скоро цилиндрични микро-млаз, док истовремено омогућава ласеру да уђе под одговарајућим углом како би се одржао TIR на граници вода-ваздух. Пошто стабилност млаза снажно регулише стабилност преноса снопа и конзистентност фокусирања, WJGL системи се обично ослањају на прецизну контролу флуида и пажљиво пројектоване геометрије млазница.

Слика 2 приказује репрезентативна стања млаза генерисана различитим типовима млазница (нпр. капиларним и различитим конусним дизајнима). Геометрија млазнице утиче на контракцију млаза, стабилну дужину, развој турбуленције и ефикасност спрезања — чиме утиче на квалитет обраде и поновљивост.

Вода такође показује апсорпцију и расејање зависно од таласне дужине. У видљивом и блиском инфрацрвеном опсегу, апсорпција је релативно ниска, што подржава ефикасан пренос. Насупрот томе, апсорпција се повећава у далеком инфрацрвеном и ултраљубичастом опсегу, тако да већина WJGL имплементација ради у опсезима од видљивог до блиског инфрацрвеног.

Сл. 2 Структуре млазница за формирање микромлазница: (а) шема контракције; (б) капиларна млазница; (ц) конусна млазница; (д) горња конусна млазница; (е) доња конусна млазница

ласер 3

Кључне предности WJGL-а

Традиционалне методе машинске обраде укључују механичко сечење, термичко сечење (нпр. плазма/пламен) и конвенционално ласерско сечење. Механичка обрада је заснована на контакту; хабање алата и силе резања могу изазвати микрооштећења и деформације, ограничавајући постигнуту прецизност и интегритет површине. Термичко сечење је ефикасно за дебеле пресеке, али обично производи велике ЗУТ, заостале напоне и микропукотине које смањују механичке перформансе. Конвенционална ласерска обрада, иако свестрана, и даље може патити од релативно великих ЗУТ и нестабилних перформанси на високо рефлектујућим или топлотно осетљивим материјалима.

ласер 5-1-1

Као што је сумирано на слици 3, WJGL користи воду као медијум за пренос и истовремено расхладно средство, значајно смањујући ЗУТ и сузбијајући дисторзију и микропукотине, чиме се побољшава прецизност и квалитет ивица/површине (видети слику 4). Његове предности могу се сумирати на следећи начин:

  1. Мала термичка оштећења и побољшани квалитетВисок специфични топлотни капацитет и континуирани проток воде брзо уклањају топлоту, ограничавајући акумулацију топлоте и помажући у очувању микроструктуре и својстава.

  2. Побољшана стабилност фокусирања и искоришћење енергијеЗатварање унутар млаза смањује расејање и губитак енергије у поређењу са простирањем у слободном простору, омогућавајући већу густину енергије и конзистентнију обраду — што је погодно за фино сечење, микробушење и сложене геометрије.

  3. Чишћи и безбеднији радВодени медијум хвата и уклања испарења, честице и остатке, смањујући загађење ваздуха и побољшавајући безбедност на раду.

Сл. 3 Поређење између конвенционалне ласерске обраде и WJGL-а
Сл. 4 Поређење типичних технологија сечења и бушења

ласер 6-1(1)

Области примене

1) Ваздухопловство

Компоненте ваздухопловне индустрије често користе високоперформансне материјале као што су легуре титанијума, легуре на бази никла, CFRP, CMC и керамика, које је тешко обрадити уз одржавање прецизности и ефикасности. Са својом комбинованом високом густином енергије и ефикасним хлађењем, WJGL омогућава прецизно сечење са смањеном ЗУТ, минимизирајући деформације и деградацију својстава и подржавајући делове критичне за поузданост.

7(1)

2) Медицински уређаји

Производња медицинских уређаја захтева изузетну прецизност, чистоћу и интегритет површине за производе као што су минимално инвазивни инструменти, имплантати и дијагностички/терапеутски уређаји. Хлађењем и чишћењем зоне обраде протоком воде, WJGL смањује термичка оштећења и контаминацију површине, побољшавајући конзистентност и подржавајући биокомпатибилност. Такође омогућава прецизну израду сложених геометрија за прилагођене уређаје.

ласер 7-2

3) Електроника

У микроелектроници и производњи полупроводника, WJGL се широко користи за сечење плочица, паковање чипова и микроструктурирање због своје високе прецизности и ниског термичког утицаја. Водено хлађење ублажава оштећења осетљивих компоненти изазвана топлотом, побољшавајући поузданост и стабилност перформанси.

ласер 8-2

4) Обрада дијаманата

За делове од дијаманта и других ултратврдих материјала, WJGL нуди високопрецизно сечење и бушење са ниским термичким утицајем, минималним механичким напрезањем, високом ефикасношћу и врхунским квалитетом ивица/површине. У поређењу са конвенционалним механичким методама и неким ласерским техникама, WJGL је често ефикаснији у очувању интегритета материјала и сузбијању дефеката.

ласер 9-2

Најчешћа питања о ласеру вођеном воденим млазом (WJGL)

 

1) Шта је обрада вођена ласером воденим млазом (WJGL)?

WJGL је метода ласерске обраде у којој се ласерски зрак спаја у микро млаз воде. Млаз воде делује и као медијум за вођење зрака и као медијум за хлађење/уклањање отпадака, омогућавајући високу прецизност уз смањено термичко оштећење.

2) Како WJGL функционише?

WJGL се ослања на тоталну унутрашњу рефлексију на граници вода-ваздух. Пошто вода и ваздух имају различите индексе преламања, ласер може бити ограничен и вођен унутар воденог стуба - слично „течном оптичком влакну“ - и стабилно достављен у зону обраде.

3) Зашто WJGL смањује зону утицаја топлоте (HAZ)?

Континуирано текућа вода ефикасно одводи топлоту због свог високог топлотног капацитета. Ово сузбија акумулацију топлоте, смањујући збуњену атмосферу (HAZ), деформације и микропукотине.

4) Које су главне предности у односу на конвенционалну ласерску обраду?

Кључне предности обично укључују:

  • Смањени или никакви захтеви за рефокусирање; погодно за неравно/3Д сечење

  • Конзистентнији, паралелнији зидови реза и побољшани квалитет реза

  • Значајно нижи термички утицај (мања ЗУТ)

  • Чистија обрада: вода хвата честице и помаже у спречавању таложења/контаминације

  • Мање формирања неравнина: млаз помаже у избацивању растопљеног материјала из прореза

О нама

XKH је специјализован за високотехнолошки развој, производњу и продају специјалног оптичког стакла и нових кристалних материјала. Наши производи служе оптичкој електроници, потрошачкој електроници и војсци. Нудимо сафирне оптичке компоненте, поклопце за сочива мобилних телефона, керамику, LT, силицијум карбид SIC, кварц и полупроводничке кристалне плочице. Са стручним знањем и најсавременијом опремом, истичемо се у обради нестандардних производа, циљајући да будемо водеће високотехнолошко предузеће у области оптоелектронских материјала.

д281цц2б-це7ц-4877-ац57-1ед41е119918
  • Претходно:
  • Следеће:

    • Повезани производи

    Напишите своју поруку овде и пошаљите нам је
    Притисните ентер за претрагу или ESC за затварање