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    激光精密加工有哪些應用

    來源:科信激光  發布時間:2019-05-27

         目前,我國傳統的制造業正面臨深度的轉型升級,高附加值、高技術壁壘、更高端精密加工是其中的一個重要方向。隨著高精密加工需求的增加,相關的精密加工技術也隨著快速發展,其中激光技術在市場上獲得越來越多的認可。

         激光加工技術按照加工材料的尺寸大小和加工的精度要求為三個層次:以中厚板為主的大型件材料激光加工技術,加工精度一般在毫米或者亞毫米級;以薄板為主的精密激光加工技術,其加工精度一般在十微米級;以厚度在100μm以下的各種薄膜為主的激光微細加工技術,其加工精度一般在十微米以下甚至亞微米級。今天我們主要介紹精密激光加工。


         激光精密加工可分為四類應用,分別是精密切割、精密焊接、精密打孔和表面處理。在目前的技術發展與市場環境之下,激光切割、焊接的應用更為普及,3C電子、新能源電池則是當前應用最多的領域。


         激光精密切割

         激光精密切割是利用脈沖激光束聚焦在加工物體表面,形成一個個高能量密度光斑,以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。其加工特點是速度快,切口光滑平整,一般無需后續加工;切割熱影響區小,板材變形小:加工精度高,重復性好,不損傷材料表面。

         與大功率激光切割相比,精密切割一般根據加工對象采用納秒、皮秒激光,能夠聚焦到超細微空間區域,同時具有極高峰值功率和極短的激光脈沖,在加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響,從而做到了加工的“超精細”。在手機屏幕切割、指紋識別片、LED隱形劃片等對精密程度要求較高的生產工藝中,激光精密切割技術有著無可比擬的優勢。



         激光精密焊接

         激光精密焊接是將高強度激光束輻射至加工產品的工作區域上,通過激光與材料的相互作用,快速的讓被焊地方形成一個多密度聚集的熱源區,熱能讓被焊物區域熔化之后冷卻結晶形成鞏固的焊點或焊縫。其特點是不需要電極和填充材料,屬非接觸式焊接。可對高熔點難熔金屬或不同厚度材料進行焊接。

         在新能源電池領域,隨著新能源汽車的推廣,動力電池的需求持續高增。激光焊接作為動力電池領域的焊接標配,在前段的極耳焊接,中段的底蓋、頂蓋、密封釘的焊接,后段的電池連接片、負極封口焊接等均有廣泛應用。而在3C領域,手機各類模組、中板蓋板等,均離不開激光精密焊接技術。


       激光精密打孔
        激光精密打孔是將光斑直徑縮小到微米級,從而獲得高的激光功率密度,幾乎可以在任何材料實行激光打孔。其特點是可以在硬度高、質地脆或者軟的材料上打孔,孔徑小、加工速度快、效率高。

         激光打孔在PCB行業應用最為廣泛,與傳統的PCB打孔工藝相比,激光在PCB上不僅加工速度快,還可實現傳統設備無法實現的2μm以下的小孔、微孔及隱形孔的鉆孔。而在電子產品表面,也可用于手機揚聲器、麥克風及其他玻璃上的鉆孔。


         激光表面處理

         激光表面處理是利用高功率密度的激光束對金屬進行表面處理,可以對金屬實現相變硬化、表面非晶化、表面合金化或使表層材料汽化或發生顏色變化的化學反應,從而改變金屬材料的表面特性。其特點是無需使用外加材料,僅改變被處理材料表面層的組織結構,被處理件變形極小,適合于表面標記和高精度零件處理。

         激光表面處理可根據是否改變基材成分分為兩類。不改變基材成分的應用有激光淬火(相變硬化)、激光清洗、激光沖擊硬化和激光極化等,改變基材成分的則包括激光熔覆、激光電鍍、激光合金化和激光氣相沉積等應用。

         行業現狀

         在激光精密加工技術領域,全球有多家廠商參與競爭,并提供各種不同類型的設備,其中大部分集中在德國、亞洲和美國三個地區。隨著市場競爭環境日趨激烈,中國的設備廠商以國際一流的技術競爭力和更低成本的解決方案進入市場,大大推動了激光技術市場化的進程。

         國內的激光設備商中,大族激光、華工激光能提供全產線激光設備,利用資本優勢及技術積累,在精密加工領域有著出色表現,而如德龍激光、圣雄激光、聯羸激光、逸飛激光等中小企業,也各自在脆性材料加工、動力電池焊接等細分領域有不俗表現。而在超快激光器方面,國內的華日激光、大族激光、貝林激光、英諾激光、凱普林光電、諾派激光、安揚激光等,均在致力于實現激光核心器件國產化,并取得了一定成績。

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