Status Dan Prospek Teknologi Pemesinan Presisi Laser

Sinar laser dapat difokuskan ke ukuran yang sangat kecil, sehingga sangat cocok untuk mesin presisi. Kami membagi teknologi pemesinan laser saat ini menjadi tiga tingkat sesuai dengan ukuran bahan yang diproses dan persyaratan akurasi pemesinan:

• Teknologi pemesinan laser untuk material skala besar, dengan pelat tebal (beberapa milimeter hingga puluhan milimeter) sebagai objek utama, dan akurasi pemesinannya umumnya pada tingkat milimeter atau sub-milimeter;
• Teknologi pemesinan laser presisi, dengan pelat tipis (0.1 hingga 1.0mm) sebagai objek pemesinan utama, dan akurasi pemesinannya umumnya di urutan sepuluh mikron;
• Teknologi mikrofabrikasi laser, untuk berbagai film dengan ketebalan kurang dari 100μm sebagai objek pemesinan utama, akurasi pemesinannya umumnya di bawah 10 mikron atau bahkan tingkat submikron.

Harus diperhatikan bahwa dalam industri permesinan, presisi biasanya berarti kekasaran permukaan yang kecil dan kisaran toleransi yang kecil (termasuk posisi, bentuk, ukuran, dll.). Namun, istilah "presisi" dalam artikel ini mengacu pada celah kecil di area yang diproses, yang berarti ukuran batas yang dapat diproses kecil. Dalam tiga jenis pemesinan laser di atas, teknologi pemesinan laser sebagian besar menjadi semakin matang dan tingkat industrialisasi sangat tinggi. Banyak literatur telah ditinjau; teknologi laser mikro mesin seperti laser trimming, laser presisi etsa, laser Teknologi penulisan langsung juga telah banyak digunakan di industri, dan ada banyak laporan terkait. Artikel ini akan fokus pada teknologi pemesinan presisi laser. Demi kenyamanan, target pemesinan untuk pemesinan presisi yang disebutkan di bawah ini terbatas pada pelat tipis (0.1-1.0mm).

1. Perbandingan antara pemesinan presisi laser dan metode pemesinan tradisional

Dengan kemajuan teknologi, jenis teknologi permesinan presisi menjadi semakin banyak.

Pemesinan presisi laser memiliki fitur penting berikut:

• Cakupan pemesinan presisi laser luas, termasuk hampir semua bahan logam dan non-logam. Sementara pemesinan elektrolitik hanya dapat memproses bahan konduktif, pemesinan fotokimia hanya cocok untuk bahan yang mudah korosif, dan pemesinan plasma sulit untuk memproses bahan titik leleh tinggi tertentu.
• Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas pemesinan presisi laser, dan akurasi pemesinan tinggi, dan umumnya lebih baik daripada metode pemesinan tradisional lainnya pada umumnya.
• Dari perspektif siklus pemesinan, elektroda pahat EDM membutuhkan presisi tinggi, kehilangan besar, dan siklus pemesinan yang panjang; desain cetakan katoda untuk rongga pemesinan dan profil pemesinan elektrolitik besar, dan siklus pembuatannya juga panjang; Prosedurnya rumit; pemesinan presisi laser sederhana, lebar celah mudah disesuaikan dan dikontrol, kecepatan pemesinan cepat, dan siklus pemesinan lebih pendek daripada metode lain.
• Pemesinan presisi laser milik pemesinan non-kontak, tanpa kekuatan mekanis. Dibandingkan dengan EDM dan pemesinan busur plasma, zona dan deformasi yang terkena panasnya sangat kecil, sehingga dapat memproses bagian yang sangat kecil.

Singkatnya, teknologi pemesinan presisi laser memiliki banyak keunggulan dibandingkan metode pemesinan tradisional, dan prospek penerapannya sangat luas.

2. Pengantar peralatan mesin presisi laser yang umum digunakan

Laser yang biasa digunakan untuk pemesinan presisi meliputi: laser CO2, laser YAG, laser uap tembaga, laser excimer, dan laser CO, dll. Untuk karakteristik lasernya, lihat literatur untuk detailnya. 

Di antaranya, laser CO2 daya tinggi dan laser YAG daya tinggi banyak digunakan dalam teknologi pemesinan laser skala besar; laser uap tembaga dan laser excimer lebih banyak digunakan dalam teknologi pemesinan mikro laser; laser YAG berdaya sedang dan rendah umumnya digunakan untuk pemesinan presisi.

3. Penerapan pemesinan presisi laser dan pengembangan Cina dan internasional

3.1 Status internasional

3.1.1 Pengeboran presisi laser

Dengan kemajuan teknologi, metode meninju tradisional tidak dapat memenuhi kebutuhan dalam banyak kesempatan. Misalnya, lubang kecil dengan diameter beberapa puluh mikrometer diproses pada paduan tungsten karbida keras; lubang dalam dengan diameter beberapa ratus mikrometer diproses pada batu merah dan safir yang keras dan rapuh, dll., yang tidak dapat dicapai dengan metode pemesinan konvensional. Kepadatan daya sesaat dari sinar laser setinggi 108 W / cm2, yang dapat memanaskan bahan ke titik leleh atau titik didih dalam waktu singkat untuk mencapai perforasi pada bahan di atas. Dibandingkan dengan berkas elektron, elektrolisis, percikan listrik, dan pengeboran mekanis, pengeboran laser memiliki kualitas yang baik, akurasi pengulangan yang tinggi, keserbagunaan yang kuat, efisiensi tinggi, biaya rendah, dan manfaat teknis dan ekonomi komprehensif yang signifikan. Pengeboran laser presisi internasional telah mencapai tingkat yang sangat tinggi. Sebuah perusahaan Swiss menggunakan laser solid-state untuk membuat lubang pada bilah turbin pesawat, yang dapat memproses lubang mikro dengan diameter dari 20 m hingga 80 m, dan rasio diameter terhadap kedalaman dapat mencapai 1:80 (lihat Gambar 1 (a)) . Sinar laser juga dapat memproses berbagai lubang berbentuk khusus seperti lubang buta (lihat Gambar 1 (b)) dan lubang persegi pada bahan rapuh seperti keramik, yang tidak dapat dicapai dengan pemesinan biasa.

3.1.2 Pemotongan presisi laser

Dibandingkan dengan metode pemotongan tradisional, presisi pemotongan laser memiliki banyak keunggulan. Misalnya, dapat membuat sayatan yang sempit, hampir tidak ada sisa pemotongan, zona yang terkena panas kecil, kebisingan pemotongan rendah, dan dapat menghemat 15% hingga 30% material. Karena laser hampir tidak menghasilkan impuls mekanis dan tekanan pada material yang dipotong, laser ini cocok untuk memotong material yang keras dan rapuh seperti kaca, keramik, dan semikonduktor. Selain itu, titik lasernya kecil dan celahnya sempit, sehingga sangat cocok untuk bagian kecil. Jenis pemotongan presisi. Sebuah perusahaan Swiss menggunakan laser solid-state untuk pemotongan presisi, dan akurasi dimensinya telah mencapai tingkat yang sangat tinggi.

Aplikasi khas pemotongan presisi laser adalah memotong stensil SMT di papan sirkuit tercetak (lihat Gambar 2). Metode pemesinan template SMT tradisional adalah metode etsa kimia. Kerugian fatalnya adalah ukuran batas pemesinan tidak boleh kurang dari ketebalan pelat, dan metode etsa kimia memiliki proses yang rumit, siklus pemesinan yang panjang, dan media korosif mencemari lingkungan. 

Menggunakan pemesinan laser tidak hanya dapat mengatasi kekurangan ini, tetapi juga memproses ulang templat yang sudah jadi. Secara khusus, akurasi pemesinan dan kerapatan celah secara signifikan lebih baik daripada yang pertama (lihat Gambar 3). Sedikit lebih rendah dari yang pertama. Namun, karena kandungan teknologi yang tinggi dari seluruh rangkaian peralatan yang digunakan untuk pemesinan laser dan harganya yang mahal, hanya beberapa perusahaan di beberapa negara seperti Amerika Serikat, Jepang, dan Jerman yang dapat memproduksi seluruh mesin.

3.1.3 Pengelasan presisi laser

Pengelasan laser memiliki zona pengaruh panas yang sangat sempit dan lapisan las yang kecil. Secara khusus, dapat mengelas bahan dengan titik leleh tinggi dan logam yang berbeda tanpa memerlukan bahan tambahan. Penggunaan internasional laser YAG padat untuk pengelasan jahitan dan pengelasan titik telah mencapai tingkat yang tinggi. Selain itu, kabel utama dari sirkuit tercetak dilas dengan laser, yang tidak memerlukan penggunaan fluks, dan dapat mengurangi kejutan termal tanpa mempengaruhi cetakan sirkuit, sehingga memastikan kualitas cetakan sirkuit terpadu (lihat Gambar 4) .

3.2 Situasi saat ini di Tiongkok

Setelah lebih dari 20 tahun upaya, dalam hal teknologi pemesinan presisi laser dan peralatan lengkap, meskipun China telah digunakan dalam pemotongan laser keramik dan pengelasan titik laser dari bagian logam mikro-kecil, pengelasan jahitan dan pengelasan kedap udara, dan penandaan, dll. 

Namun, dalam teknologi pemesinan presisi laser, proses pemotongan dan etsa templat sirkuit mikroelektronika dengan konten teknis tinggi dan pasar aplikasi yang luas, lubang tembus, lubang buta dan lubang berbentuk khusus, slot dengan berbagai spesifikasi dan ukuran pada lembaran keramik dan dicetak papan sirkuit Pemesinan presisi laser dan aspek lainnya masih dalam tahap penelitian dan pengembangan, dan tidak ada prototipe industri yang sesuai telah muncul. 

Mayoritas pengguna di China umumnya menggunakan template impor atau mesin komisi di Hong Kong dan tempat lain. Harga tinggi dan siklus panjang telah sangat mempengaruhi siklus pengembangan produk. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa perusahaan internasional besar telah melihat potensi pasar besar China dalam industri pemesinan presisi laser. , Telah mulai mendirikan cabang di Cina. Namun, biaya pemesinan yang tinggi meningkatkan biaya produk dan masih membuat banyak perusahaan mengecilkan hati mereka.

4. Tren Perkembangan dan Prospek Teknologi Pemesinan Laser Presisi

Laser berkualitas tinggi, efisien, stabil, andal, dan murah adalah prasyarat untuk promosi dan penerapan pemesinan presisi. Salah satu tren perkembangan pemesinan presisi laser adalah miniaturisasi sistem pemesinan. Dalam beberapa tahun terakhir, laser yang dipompa dioda telah berkembang pesat. Ini memiliki serangkaian keunggulan seperti efisiensi konversi yang tinggi, stabilitas kerja yang baik, kualitas balok yang baik, dan ukuran yang kecil. Hal ini kemungkinan akan menjadi laser utama untuk generasi berikutnya dari mesin presisi laser.

Integrasi sistem pemesinan adalah tren penting lainnya dalam pengembangan pemesinan presisi laser. Mensistematisasikan dan meningkatkan teknologi pemesinan presisi laser untuk berbagai material; mengembangkan perangkat lunak kontrol khusus yang ramah pengguna yang cocok untuk pemesinan presisi laser, dan melengkapinya dengan database proses yang sesuai; menggabungkan kontrol, proses dan laser untuk mencapai optik, Integrasi mesin, listrik dan mesin material adalah tren yang tak terelakkan dalam pengembangan mesin presisi laser.

Meskipun Cina memiliki kesenjangan besar dengan internasional dalam hal teknologi dan peralatan pemesinan laser, jika kami terus meningkatkan kualitas sinar laser dan akurasi pemesinan berdasarkan aslinya, dikombinasikan dengan penelitian teknologi pemesinan material, kami akan menempati presisi laser. pasar mesin sebanyak mungkin. Dan secara bertahap menembus ke bidang permesinan mikro laser, dapat mendorong perkembangan pesat pemotongan laser teknologi, dan akhirnya membuat mesin presisi laser menjadi industri skala besar.

Tautan ke artikel ini Status Dan Prospek Teknologi Pemesinan Presisi Laser

Pernyataan Cetak Ulang: Jika tidak ada instruksi khusus, semua artikel di situs ini adalah asli. Harap tunjukkan sumber untuk mencetak ulang: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® menyediakan rangkaian lengkap Presisi Kustom mesin cnc cina layanan.ISO 9001:2015 & AS-9100 bersertifikat. 3, 4 dan 5-sumbu presisi cepat Mesin CNC layanan termasuk penggilingan, beralih ke spesifikasi pelanggan,Mampu suku cadang mesin logam & plastik dengan toleransi +/- 0.005 mm.Layanan sekunder meliputi CNC dan penggilingan konvensional, pengeboran,pengecoran mati,lembaran logam dan stamping.Menyediakan prototipe, produksi penuh, dukungan teknis, dan inspeksi penuh.Melayani otomotif, kedirgantaraan, cetakan & perlengkapan, pencahayaan led,medis,sepeda, dan konsumen elektronik industri. Pengiriman tepat waktu. Ceritakan sedikit tentang anggaran proyek Anda dan perkiraan waktu pengiriman. Kami akan menyusun strategi dengan Anda untuk memberikan layanan yang paling hemat biaya untuk membantu Anda mencapai target Anda, Selamat Datang untuk Menghubungi kami ( penjualan@pintejin.com ) langsung untuk proyek baru Anda.