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水刀引导式激光:无损加工方式

发布者: 实远水刀    时间:2018-10-4 15:07:22

      水刀引导激光使用脉冲激光,因而在两个激光脉冲之间,水射流对切割边沿进行冷却。由于热量不能在材料中累积,热影响区可忽略不计。水射流也被用于材料掏出。这相对于气体辅助的掏出方式要更为有效,由于水刀包含更高等级的动能。大多数熔化的材料被水射流清除,只有一小部门碎屑存留下来。为了避免沉积,在工件表面会产生一层很薄的水膜。落在薄膜上的颗粒很快冷却并无法粘结在工件的表面。采用保护性水膜的同时不可使用传统干式激光,这主要出于焦距敏捷度和功率损失的原因。
      由于水射流非常细(通常直径从25微米到75微米),其作用力在工件上是微乎其微的,即使是以500bar水压(小于0.1N)。水量消耗也长短常少的(1升/分钟)。
      因为具有完全不同的特征,干式及湿式激光是两种不相似的技术。这两种技术也因此不被用于完全相同的应用中。传统激光对于钻小及深孔非常有效。由于水需要排出,因而该类应用中如使用水刀引导式激光技术,孔的深宽比被限制在1∶1左右。
      高功率干式激光比水刀引导式激光在低吸收率材料的加工上更为有效率。举例来说,激光微水射流能够堵截最大厚度150微米的铜片,而传统的激光切割能够通过热量累积在相同材料上天生1mm深的切口。除了这一例子之外,
      因为不产生任何热损伤,水刀引导激光能够比干式激光更好地加工多种类型的材料。对于切割和雕刻应用来说,需要更微小的尺寸以及无损伤,这方面恰是水刀引导激光的强项。这一技术的潜伏应用领域包括薄晶圆划片,钢板及钢管切割,以及太阳能电池加工等。激光微水射流技术同样非常适适用于加工对热敏感或有毒材料,如记忆合金Nitinol(镍钛诺)或GaAs(砷化镓)。
      光束形成和导出的方式,以及水冷却及清洁的效果,使得激光水刀在材料微加工领域成为一种无法匹及的工具,它能通过多模式,高均匀输出功率的激光束,带来高出产率和高质量的加工效果。


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