Mikro vandens srove valdoma lazerinio apdorojimo mašina

Trumpas aprašymas:

Kadangi gamybai ir toliau reikalingi didesnio tikslumo ir našumo, vandens srove valdomo lazerio (WJGL) technologija įgauna pagreitį tiek inžinerijos, tiek rinkos potencialo srityse. Aukštos klasės sektoriuose, tokiuose kaip aviacijos ir kosmoso, elektronikos, medicinos prietaisų ir automobilių gamyba, keliami griežti matmenų tikslumo, briaunų vientisumo, karščio paveiktos zonos (HAZ) kontrolės ir medžiagų savybių išsaugojimo reikalavimai. Įprasti procesai – mechaninis apdirbimas, terminis pjovimas ir standartinis lazerinis apdirbimas – dažnai susiduria su per dideliu terminiu poveikiu, mikroįtrūkimais ir ribotu suderinamumu su labai atspindinčiomis arba karščiui jautriomis medžiagomis.

Siųskite mums el. laišką

Savybės

Detali schema

Įvadas

Kadangi gamyba ir toliau reikalauja didesnio tikslumo ir našumo,vandens srovės valdomas lazeris (WJGL)Technologija įgauna pagreitį tiek inžinerijos srityje, tiek rinkos potencialo srityje. Aukštos klasės sektoriuose, tokiuose kaip aviacijos ir kosmoso pramonė, elektronika, medicinos prietaisai ir automobilių gamyba, keliami griežti matmenų tikslumo, briaunų vientisumo, karščio paveiktos zonos (HAZ) kontrolės ir medžiagų savybių išsaugojimo reikalavimai. Įprasti procesai – mechaninis apdirbimas, terminis pjovimas ir standartinis lazerinis apdirbimas – dažnai susiduria su per dideliu terminiu poveikiu, mikroįtrūkimais ir ribotu suderinamumu su labai atspindinčiomis arba karščiui jautriomis medžiagomis.

Siekdami išspręsti šiuos apribojimus, tyrėjai į lazerinį procesą įtraukė didelės spartos mikro vandens srovę, taip sukurdami WJGL. Šioje konfigūracijoje vandens srovė vienu metu atlieka irspindulį nukreipianti terpėirefektyvi aušinimo skysčio / nuosėdų šalinimo priemonė, pagerinant pjovimo kokybę ir išplečiant medžiagų pritaikymo galimybes. Konceptualiai WJGL yra novatoriškas tradicinio lazerinio apdorojimo ir vandens srovės pjovimo hibridas, pasižymintis dideliu energijos tankiu, dideliu tikslumu ir žymiai sumažinta termine žala – savybėmis, kurios palaiko platų tiksliosios gamybos scenarijų spektrą.

Mikro vandens srove valdoma lazerinio apdorojimo mašina

Vandens srovės lazerio veikimo principas

Kaip parodyta 1 paveiksle, pagrindinė WJGL koncepcija yra perduoti lazerio energiją per nuolatinę vandens srovę, kuri efektyviai veikia kaip „skystas optinis pluoštas“. Įprastuose optiniuose pluoštuose šviesa nukreipiamavisiškas vidinis atspindys (TIR)dėl šerdies ir apvalkalo lūžio rodiklio skirtumo. WJGL naudoja tą patį mechanizmąvandens ir oro sąsajaVandens lūžio rodiklis yra maždaug1.33, o oras yra apie1.00Kai lazeris tinkamomis sąlygomis prijungiamas prie srovės, TIR spinduliuotė apriboja spindulį vandens stulpelyje, užtikrindama stabilų, mažos divergencijos lazerio sklidimą apdirbimo zonos link.

1 pav. Vandens srove valdomo lazerio apdorojimo charakteristikos (schema)

Purkštukų konstrukcija ir mikropurkštukų formavimas

Efektyviam lazerio susiejimui su čiurkšle reikalingas antgalis, galintis sukurti stabilią, ištisinę, beveik cilindrinę mikro čiurkšlę, tuo pačiu leisdamas lazeriui patekti tinkamu kampu, kad būtų išlaikytas TIR vandens ir oro riboje. Kadangi čiurkšlės stabilumas labai lemia spindulio perdavimo stabilumą ir fokusavimo nuoseklumą, WJGL sistemos paprastai remiasi tiksliu skysčio valdymu ir kruopščiai suprojektuotomis čiurkšlių geometrijomis.

2 paveiksle parodytos skirtingų tipų purkštukų (pvz., kapiliarinių ir įvairių kūginių konstrukcijų) sukuriamos tipinės srovės būsenos. Purkštukų geometrija turi įtakos srovės susitraukimui, stabiliam ilgiui, turbulencijos vystymuisi ir sujungimo efektyvumui, o tai turi įtakos apdirbimo kokybei ir pakartojamumui.

Vanduo taip pat pasižymi nuo bangos ilgio priklausančia absorbcija ir sklaida. Matomosios ir artimosios infraraudonosios spinduliuotės diapazonuose absorbcija yra santykinai maža, todėl užtikrinamas efektyvus perdavimas. Priešingai, tolimojoje infraraudonojoje ir ultravioletinėje spinduliuotėje absorbcija padidėja, todėl dauguma WJGL įdiegimų veikia matomosios ir artimosios infraraudonosios spinduliuotės diapazonuose.

2 pav. Mikropurkštukų formavimo purkštukų struktūros: (a) susitraukimo schema; (b) kapiliarinis purkštukas; (c) kūginis purkštukas; (d) viršutinis kūginis purkštukas; (e) apatinis kūginis purkštukas

Pagrindiniai WJGL privalumai

Tradiciniai apdirbimo būdai apima mechaninį pjovimą, terminį pjovimą (pvz., plazmą/liepsną) ir įprastą lazerinį pjovimą. Mechaninis apdirbimas yra sąlyčio pagrindu; įrankių susidėvėjimas ir pjovimo jėgos gali sukelti mikropažeidimus ir deformaciją, o tai riboja pasiekiamą tikslumą ir paviršiaus vientisumą. Terminis pjovimas yra efektyvus storiems profiliams, tačiau paprastai sukuria dideles HAZ, liekamuosius įtempius ir mikroįtrūkimus, kurie sumažina mechanines savybes. Įprastas lazerinis apdirbimas, nors ir universalus, vis tiek gali turėti santykinai dideles HAZ ir nestabilų našumą apdorojant labai atspindinčias arba karščiui jautrias medžiagas.

Kaip apibendrinta 3 pav., WJGL naudoja vandenį kaip perdavimo terpę ir kartu aušinimo skystį, taip žymiai sumažindamas HAZ ir slopindamas deformacijas bei mikroįtrūkimus, taip pagerindamas tikslumą ir briaunų / paviršiaus kokybę (žr. 4 pav.). Jo privalumus galima apibendrinti taip:

Mažas terminis pažeidimas ir geresnė kokybėDidelė savitoji šiluminė talpa ir nuolatinis vandens srautas greitai pašalina šilumą, apribodamas šilumos kaupimąsi ir padėdamas išsaugoti mikrostruktūrą bei savybes.
Pagerintas fokusavimo stabilumas ir energijos panaudojimasApribojimas čiurkšlėje sumažina sklaidą ir energijos nuostolius, palyginti su sklidimu laisvoje erdvėje, todėl pasiekiamas didesnis energijos tankis ir nuoseklesnis apdorojimas – puikiai tinka smulkiam pjovimui, mikrogręžimui ir sudėtingoms geometrijoms.
Švaresnis ir saugesnis veikimasVandens terpė sulaiko ir pašalina garus, daleles ir šiukšles, sumažindama ore esantį užterštumą ir pagerindama darbo saugą.

3 pav. Įprasto lazerinio apdorojimo ir WJGL palyginimas
4 pav. Tipinių pjovimo ir gręžimo technologijų palyginimas

Taikymo sritys

1) Aviacija ir kosmosas

Orlaivių komponentams dažnai naudojamos aukštos kokybės medžiagos, tokios kaip titano lydiniai, nikelio lydiniai, anglies pluoštu sustiprintas plastikas (CFRP), CMC ir keramika, kurias sudėtinga apdirbti išlaikant tikslumą ir efektyvumą. Dėl didelio energijos tankio ir efektyvaus aušinimo WJGL leidžia tiksliai pjauti esant sumažintai HAZ, sumažinant deformaciją ir savybių blogėjimą bei užtikrinant patikimumą lemiančių dalių tvirtumą.

2) Medicinos prietaisai

Medicinos prietaisų gamybai, pavyzdžiui, minimaliai invaziniams instrumentams, implantams ir diagnostiniams / terapiniams prietaisams, reikalingas išskirtinis tikslumas, švara ir paviršiaus vientisumas. Aušinant ir valant apdirbimo zoną vandens srautu, WJGL sumažina terminį pažeidimą ir paviršiaus užterštumą, pagerina nuoseklumą ir palaiko biologinį suderinamumą. Tai taip pat leidžia tiksliai gaminti sudėtingas geometrijas individualiems poreikiams pritaikytiems prietaisams.

3) Elektronika

Mikroelektronikos ir puslaidininkių gamyboje WJGL plačiai naudojamas plokštelių pjaustymui, lustų pakavimui ir mikrostruktūrizavimui dėl didelio tikslumo ir mažo šiluminio poveikio. Vandens aušinimas sumažina karščio sukeltą jautrių komponentų pažeidimą, pagerindamas patikimumą ir našumo stabilumą.

4) Deimantinis apdirbimas

Deimantinėms ir kitoms itin kietoms medžiagoms gaminti WJGL siūlo didelio tikslumo pjovimą ir gręžimą, pasižymintį mažu terminiu poveikiu, minimaliu mechaniniu įtempimu, dideliu efektyvumu ir puikia briaunų / paviršiaus kokybe. Palyginti su įprastais mechaniniais metodais ir kai kuriais lazeriniais metodais, WJGL dažnai yra efektyvesnis išsaugant medžiagos vientisumą ir slopinant defektus.

Vandens srove valdomo lazerio (WJGL) DUK

1) Kas yra vandens srove valdomas lazerinis (WJGL) apdirbimas?

WJGL yra lazerinio apdorojimo metodas, kai lazerio spindulys yra sujungiamas su mikro vandens srove. Vandens srovė veikia ir kaip spindulio krypties, ir kaip aušinimo / šiukšlių šalinimo terpė, todėl pasiekiamas didelis tikslumas ir sumažinta šiluminė žala.

2) Kaip veikia WJGL?

WJGL technologija pagrįsta visišku vidiniu atspindžiu vandens ir oro sąsajoje. Kadangi vandens ir oro lūžio rodikliai skiriasi, lazeris gali būti apribotas ir nukreiptas vandens stulpelyje – panašiai kaip „skystoji optinė skaidula“ – ir stabiliai nukreiptas į apdirbimo zoną.

3) Kodėl WJGL sumažina karščio paveiktą zoną (HAZ)?

Nuolat tekantis vanduo efektyviai pašalina šilumą dėl didelės šilumos talpos. Tai slopina šilumos kaupimąsi, sumažina HAZ, deformaciją ir mikroįtrūkimus.

4) Kokie yra pagrindiniai pranašumai, palyginti su įprastu lazeriniu apdirbimu?

Pagrindiniai privalumai paprastai apima:

Sumažintas arba visai nereikia perfokusuoti; tinka neplokštuminiam / 3D pjovimui
Tolygesnės, lygiagretesnės pjūvio sienelės ir geresnė pjovimo kokybė
Žymiai mažesnis šiluminis poveikis (mažesnė HAZ)
Švaresnis apdorojimas: vanduo sulaiko daleles ir padeda išvengti nusėdimo / užteršimo
Mažiau šerpetojančių paviršių: srovė padeda išstumti išsilydžiusią medžiagą iš pjūvio

Apie mus

„XKH“ specializuojasi aukštųjų technologijų kūrime, gamyboje ir pardavime, susijusiame su specialiu optiniu stiklu ir naujomis kristalinėmis medžiagomis. Mūsų produktai skirti optinei elektronikai, plataus vartojimo elektronikai ir kariuomenei. Siūlome safyro optinius komponentus, mobiliųjų telefonų lęšių dangtelius, keramiką, lengvą stiklo pluoštą, silicio karbido SIC, kvarco ir puslaidininkinių kristalų plokšteles. Turėdami kvalifikuotų specialistų patirtį ir pažangiausią įrangą, mes puikiai atliekame nestandartinių gaminių apdorojimą ir siekiame tapti pirmaujančia optoelektroninių medžiagų aukštųjų technologijų įmone.