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激光在精密加工行业的应用

来源:内容整理    日期:2020-07-06    阅读()

当前,中国传统制造业正面临着深刻的转型升级,高附加值,高技术壁垒的高端精密加工是重要方向之一。随着对高精度加工的需求的增加,相关的精密加工技术也迅速发展,激光技术在市场上越来越受到认可。

激光加工技术根据被加工材料的尺寸和精度分为三个层次:主要是由中厚板组成的大型材料的激光加工技术,加工精度一般在毫米或亚毫米级。精密激光加工技术主要针对薄板,其加工精度一般在十微​​米左右。基于各种厚度小于100μm的薄膜的激光微细加工技术通常低于10微米甚至亚微米。今天,我们主要介绍精密激光加工。

激光精密加工可分为四种类型的应用,即精密切割,精密焊接,精密钻孔和表面处理。在当前的技术发展和市场环境下,激光切割和焊接的应用越来越普及,而3C电子和新能源电池是目前使用最广泛的领域。

激光精密切割

激光精密切割是使用脉冲激光束聚焦在加工对象的表面上以形成高能量密度的光斑,该光斑在瞬间高温下熔化或汽化加工材料。它的加工特性是高速,平滑和平整的切口,通常不需要后续加工;切削热影响​​区小,板变形小。加工精度高,重复性好,并且不会损坏材料表面。

与大功率激光切割相比,精密切割通常根据加工对象使用纳秒和皮秒激光,可以聚焦在超细的空间区域。同时,它具有极高的峰值功率和极短的激光脉冲。在精密切割过程中,所涉及空间范围内的周围材料将不会受到影响,从而实现“超精细”加工。在手机屏幕切割,指纹识别,LED隐形切割等生产过程中,要求高精度,激光精密切割技术具有无可比拟的优势。

激光精密焊接

激光精密焊接是向加工产品的工作区域辐射高强度的激光束。通过激光和材料之间的相互作用,焊接位置可以快速形成多密度集中热源区域。热量会熔化要焊接的区域,然后冷却晶体形成坚固的焊缝。它的特点是不需要电极和填充材料,并且是非接触式焊接。焊接高熔点难熔金属或不同厚度的材料。

在新能源电池领域,随着新能源汽车的推广,对动力电池的需求持续增长。激光焊接被用作动力电池领域的标准配置。广泛用于前极的焊接,中部的底盖,顶盖和密封钉的焊接以及后部的电池连接片和负极密封的焊接。在3C领域,所有类型的手机模块和中板盖都与激光精密焊接技术密不可分。

激光精密钻孔

激光精密钻孔是将光斑直径减小到微米级别,以获得高激光功率密度,几乎可以在任何材料上实施激光钻孔。它的特点是可以在高硬度,脆性或软性材料上打孔,孔直径小,加工速度快,效率高。

激光钻孔是PCB行业中使用最广泛的技术。与传统的PCB钻孔工艺相比,在PCB上进行激光钻孔不仅具有更快的处理速度,而且还可以钻孔小于2μm的小孔,微孔和不可见孔,这是传统设备无法实现的。在电子产品的表面上,它还可用于在手机扬声器,麦克风和其他玻璃上钻孔。

激光表面处理

激光表面处理是使用高功率密度激光束对金属进行表面处理,可以实现相变硬化,表面非晶化,表面合金化或导致表面材料汽化或改变颜色从而改变金属材料的化学反应表面性质。它的特点是它不需要使用其他材料,而只需更改已处理材料的表面层的结构。加工后的零件变形最小,适用于表面打标和高精度零件加工。

根据衬底的组成是否改变,激光表面处理可分为两类。不改变基材成分的应用包括激光淬火(相变硬化),激光清洁,激光冲击硬化和激光极化。改变基板组成的应用包括诸如激光分类,激光镀覆,激光合金化和激光气相沉积之类的应用。

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