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激光打孔机及其工艺的先容

发布人:admin时间:2021-11-04阅读数:29614字号: 缩小━ 默认? 放大?

激光打孔工艺是目前比较成熟的激光加工技术,是激光加工的主要应用领域之一。激光打孔机经过多次改良,适用于绝大多数材质。


激光打孔是激光束在不同材料中无接触地产生尺寸很小或者较大的孔眼。


 激光打孔工艺


激光打孔机应用范围广泛,比如可应用于印制线路板PCB的内层与内层、外层与内层之间的连接,以高精度激光打穿铜板及内层树脂,再经过镀铜,即完成线路连接。


例如在硬质碳化钨上加工微米量级的小孔,在红、蓝宝石上加工几十微米的深孔等,这一类的加工任务用常规的机械加工方法很难,有时甚至是不可能的,而用激光打孔则不难实现。


在激光打孔时,功率密度很高的短脉冲激光在很短时间内向工件传导了巨大能量。这样就使工件材料被熔化和蒸发。脉冲能量越高,被熔化和蒸发的材料就越多。在蒸发过程中,孔眼中的材料体积急剧膨胀,产生了很大的压力,这个蒸汽压力将熔化的工件材料从孔眼中推出。


用皮秒激光器的超短脉冲激光进行加工尤其特殊。在这个过程中,工件材料未经熔化就直接从固态变为气态,即发生了升华现象,工件不会被加热。


随着时间的推移,人们根据这个基本原理研制出了几种不同的激光打孔工艺:


旋切钻孔

在旋切钻孔时,同样由多脉冲激光束生成孔眼。首先,激光打孔机利用冲击打孔工艺打出一个初始孔。然后激光器在工件上方几个越来越大的环形轨道中移动,将初始孔扩大。在这个过程中,绝大部分的工件材料熔体被向下从孔眼中推出。


螺旋打孔

与钻孔工艺不同,螺旋打孔时不生成起始孔。在开始发射激光脉冲时,激光器在工件上方的一个环形轨道中移动。使很多材料向上溢出。激光器的运动轨迹就如同一个螺旋楼梯,逐渐向下伸。在这个过程中可以一直引导焦点的位置,使其始终位于孔眼的底部。如果激光已经穿透了工件材料,则激光器还要再转几圈。目的是将孔眼的底侧扩大,使边缘更加平滑。利用螺旋打孔,可以生成尺寸和深度大、加工质量高的孔眼。


单脉冲打孔和冲击打孔

在最简单的情况下,脉冲能量相对比较高的单脉冲激光束生成孔眼。通过这种方式,可以非常快地生成很多孔眼。在冲击打孔时,由脉冲能量和脉冲周期很小的多脉冲激光束生成孔眼。这个打孔工艺所产生的孔眼比单脉冲打孔深度更大、加工更精确。此外,冲击打孔工艺可以使孔眼直径比较小。


 激光打孔机及其工艺的先容


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扩展阅读:紫外激光打标机,实现激光微孔加工

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