Продолжаем рассказывать о применении лазерных технологий в промышленности: где используют лазерное сверление и чем оно лучше других способов.
Какие методы прошивки отверстий бывают?
- Электроэрозионная обработка — термоэлектрическое воздействие электрическими разрядами
- Электрохимическая обработка — электрохимическое растворение (анодное растворение)
- Электронно-лучевая обработка — термическое испарение пучком электронов в вакууме
- Электрохимическая обработка с подачей абразивной суспензии — комбинированный электрохимический и абразивный метод
- Ультразвуковая обработка — механическое ударное воздействие абразива с УЗ-частотой
Чем прошивка отверстий лазером отличается от других методов?
Лазерная прошивка отверстий (англ. laser drilling) — это бесконтактная технология создания отверстий, при которой материал удаляется за счет испарения и выброса расплава под воздействием высокоэнергетического лазерного излучения.
Одним из самых популярных и эффективных источников для этой задачи являются волоконные лазеры благодаря своей высокой надежности, отличному качеству луча и большой мощности.
В задачах микрообработки у лазера много преимуществ: возможность прошивки отверстий сложной формы, точность, скорость, отсутствие расходных материалов и износа инструментов, возможность обработки твердых материалов и прошивки отверстий под углом.
Физика процесса лазерной прошивки отверстий
Процесс основан на термическом воздействии. Сфокусированный лазерный луч создает на поверхности материала интенсивный тепловой поток. Когда плотность мощности превышает пороговое значение для данного материала, он начинает плавиться, а затем испаряться.
Существует два основных режима лазерной прошивки:
- Импульсный режим: отверстие прошивается одним мощным лазерным импульсом. Такой способ подходит для тонких материалов и задач, где не требуется повышенная точность.
- Перкуссионный режим: одно отверстие выполняется несколькими следующих друг за другом лазерными импульсами, каждый из которых удаляет слой материала пошагово. Этот метод подходит для прошивки глубоких отверстий.
Для получения отверстий повышенного качества луч перемещают по поверхности по кругу или по спирали. На диаграмме показана зависимость времени прошивки отверстия от качества для четырех вариантов реализации процесса:
Для повышения точности может использоваться также многоэтапная прошивка с использованием наклона оптической головы. Для повышения точности — многолучевая прошивка.
Параметры лазерной прошивки отверстий
Типичный диаметр: 50–400 мкм, соотношение сторон (отношение глубины к диаметру): от 10:1 до 600:1. Типичная скорость обработки — 1 мм/с, максимальная — 6000 мм/с.
Применение лазерной прошивки отверстий в металлах
Авиация и космонавтика: прошивка охлаждающих отверстий в лопатках турбин газотурбинных двигателей. Здесь нужны отверстия малого диаметра (0.1–-1.0 мм), выполненные под углом.
Медицина: создание отверстий в хирургических инструментах, стентах, иглах. Например, глухие отверстия в иглах используются для крепления хирургических нитей:
Автомобилестроение: отверстия в форсунках, фильерах, компонентах топливных систем:
Электроника: создание переходных отверстий металлических основаниях плат:
Фильтры:
Применение лазерной прошивки отверстий в неметаллических материалах
Пластики и полимеры: прошивка микроотверстий в медицинских катетерах и трубках, вентиляционных отверстий в корпусах электроники.
Керамика: изготовление подложек для микроэлектроники
Композитные материалы (например, углепластик): обработка композитов лазером сложна, так как компоненты (углеродное волокно и полимерная матрица) имеют разные свойства. Это может приводить к неравномерному выгоранию и обугливанию краев. Улучшить качество можно с помощью комбинации методов, например, использовать лазер вместе с водяной струей:
Сверление отверстий в таблетках: системы с осмотическим давлением, отверстия в корпусе капсул
Алмазы и сверхтвердые материалы: прошивка отверстий в алмазных волоках (фильерах для протяжки проволоки). Лазер — один из немногих инструментов, способных осуществить такую операцию.
Подведем итоги
Лазерное сверление широко используется во многих технологических цепочках для изготовления отверстий как в металлических, так и неметаллических изделиях, от композитов до сверхтвёрдых материалов и полимеров. Широкий спектр применений — от аэрокосмической отрасли и медицины до электроники и автомобилестроения. Широкий спектр применений — от аэрокосмической отрасли и медицины до электроники и автомобилестроения — подтверждает, что лазерная прошивка отверстий является не просто альтернативой традиционным методам, а качественно новым этапом в развитии производственных технологий.
Лазерные технологии в ЛАССАРД
Если вы хотите увидеть лазерные технологии в действии, то приезжайте к нам в шоурум! Мы покажем, как лазерные технологии работают на практике в станках для резки, сварки, маркировки, очистки и упрочнения, а также в гибридном станке 4 в 1.
Наши контакты:
📱 Сайт
📱 Интернет-магазин оптико-механических изделий и оптических столов
👥 ВК
📺 RUTUBE
🏭 Наше производство и шоурум: ОЭЗ «Технополис Москва», 109316, Россия, Москва, Волгоградский проспект, д. 42, корп. 5, пом. 1Н
📞 Наш телефон: +7 495 120 68 86
✉️ Наша почта: sales@lassard.ru
