近幾十年來(lái),激光設(shè)備更新升級(jí)的越來(lái)越快,國(guó)內(nèi)外激光產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了快速發(fā)展的時(shí)期,納秒、皮秒、飛秒逐漸廣泛應(yīng)用成為市場(chǎng)的熱點(diǎn),在工業(yè)制造中常見(jiàn)的有納秒激光、皮秒激光以及飛秒激光為各行業(yè)生產(chǎn)制造提供了激光應(yīng)用解決方案,對(duì)于革新激光裝備行業(yè)的“新寵”,納秒、皮秒、飛秒又是什么呢?以下為時(shí)間單位換算:
以下為時(shí)間單位換算:
1ms (毫秒)=0.001秒=10-3秒
1μs (微秒)=0.000001=10-6秒
1ns (納秒)=0.0000000001秒=10-9秒
1ps (皮秒)=0.0000000000001秒=10-12秒
1fs (飛秒)=0.000000000000001秒=10-15 因而在市場(chǎng)上常常看到的納秒、皮秒、飛秒激光加工設(shè)備是以時(shí)間為準(zhǔn)則命名的,根據(jù)不同材料的加工需求,選擇對(duì)應(yīng)的納秒、皮秒、飛秒激光加工設(shè)備。下面看一下他們的具體區(qū)別:
一,常用加工材料的區(qū)別
激光加工設(shè)備是一個(gè)集成化的綜合科學(xué)設(shè)備,納秒、皮秒、飛秒僅僅是其中的一個(gè)環(huán)節(jié),是脈沖時(shí)間單位,同樣還有單脈沖能量、脈沖寬度、脈沖頻率、脈沖峰值功率等等其他各種因素,在不同的加工條件下,選擇的時(shí)間單位不同,所以才會(huì)有對(duì)納秒、皮秒、飛秒激光設(shè)備的命名規(guī)則。如納秒紫外激光切割機(jī)常用于薄膜材料加工,飛秒紫外激光切割機(jī)常用于脆性材料加工,飛秒紫外激光切割機(jī)用于導(dǎo)電薄膜氧化物等材料加工等(紫外是根據(jù)波長(zhǎng)規(guī)則命名,為355nm激光)。
二,激光加工應(yīng)用的區(qū)別
電路板設(shè)計(jì)中人們開(kāi)始用陶瓷基底代替常規(guī)的塑料基底以實(shí)現(xiàn)更好的導(dǎo)熱效果。為了連接電子元件,一般需要在板上鉆高達(dá)數(shù)十萬(wàn)個(gè)μm級(jí)的小孔。因此保證基底的穩(wěn)定性不會(huì)受到鉆孔過(guò)程時(shí)熱輸入的影響就變得十分重要,皮秒激光正是這個(gè)應(yīng)用的理想工具。
皮秒激光能以沖擊鉆探的方式完成孔的加工,并保證孔的均勻性。除了電路板,皮秒激光還可以對(duì)塑料薄膜、半導(dǎo)體、金屬膜和藍(lán)寶石等材料進(jìn)行高質(zhì)量鉆孔。
三,劃線,切割工藝區(qū)別
通過(guò)掃描的方式疊加激光脈沖可以形成線。通常要通過(guò)大量的掃描可以深入到陶瓷內(nèi)部,直到線的深度達(dá)到材料厚度的 1/6。然后沿著這些刻線從陶瓷基底上分離單個(gè)模塊。這種分離方法叫做劃線。
另一種分離方法是使用超短脈沖激光燒蝕切割,也稱為消融切割。激光對(duì)材料進(jìn)行燒蝕,去除材料直到它被切透。這個(gè)技術(shù)的好處是加工的孔的形狀和尺寸具有較大的靈活性。所有的工藝步驟可以通過(guò)一臺(tái)皮秒激光器完成。皮秒激光和納秒激光在聚碳酸酯材料上進(jìn)行劃線加工的不同效果。
四,表面結(jié)構(gòu)化應(yīng)用區(qū)別
結(jié)構(gòu)化可以改變材料表面的物理特性。根據(jù)荷花效應(yīng),疏水性表面結(jié)構(gòu)讓水從表面流掉。用超短脈沖激光器在表面創(chuàng)造亞微米結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)特性,并可以通過(guò)改變激光參數(shù)對(duì)所要?jiǎng)?chuàng)造的結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確控制。
相反的效果,例如親水性表面,同樣可以實(shí)現(xiàn),而且微加工還可以創(chuàng)造更大尺寸的結(jié)構(gòu)。這些工藝可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的油箱來(lái)制造一些降低磨損的微結(jié)構(gòu),或者在金屬表面結(jié)構(gòu)化實(shí)現(xiàn)與塑料的焊接。
雕刻成型是通過(guò)燒蝕材料創(chuàng)造三維形狀。盡管燒蝕的尺寸可能會(huì)超過(guò)傳統(tǒng)意義上所說(shuō)的微加工的范疇,但是它所需的精度還是使它被劃分到這類激光應(yīng)用領(lǐng)域。皮秒激光可以用于加工銑床的多晶金剛石刀具邊緣。
激光是加工多晶金剛石的理想工具,多晶金剛石是可以制作銑刀刀刃的極為堅(jiān)硬的材料。使用雕刻成型技術(shù)來(lái)加工銑刀的切屑槽和齒,這種情形下激光的好處是非接觸和高加工精度。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,納秒、皮秒、飛秒激光設(shè)備越來(lái)越被大家所熟知,應(yīng)用范圍越加廣泛。超越激光擁有專業(yè)、優(yōu)良的納秒,皮秒及飛秒激光設(shè)備,多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累,廣泛應(yīng)用于各行業(yè)客戶產(chǎn)線,制造出一批又一批的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。
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