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激光精密加工的应用

星之球科技 来源:网易号2020-11-26 我要评论(0 )   

目前,我国传统的制造业正面临深度的转型升级,高附加值、高技术壁垒更的高端精密加工是其中的一个重要方向。随着各行业对高精密加工需求的增加,相关精密加工技术也随...

目前,我国传统的制造业正面临深度的转型升级,高附加值、高技术壁垒更的高端精密加工是其中的一个重要方向。随着各行业对高精密加工需求的增加,相关精密加工技术也随之快速发展,其中就包括了激光技术。


激光加工技术按照加工材料的尺寸大小和加工精度要求为三个层次:以中厚板为主的大型件材料激光加工技术,加工精度一般在毫米或者亚毫米级;以薄板为主的精密激光加工技术,其加工精度一般在10微米级;以各种薄膜为主的激光微细加工技术,其加工精度一般在10微米以下甚至亚微米级。


激光精密加工应用分为四类,精密切割、精密焊接、精密打孔和表面处理。目前激光技术在切割和焊接上的应用更为普及,3C电子、新能源电池是当前应用较多的领域。


激光精密切割

激光精密切割是利用脉冲激光束聚焦在加工物体表面,形成一个个高能量密度光斑,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。其加工特点是速度快,切口光滑平整,一般无需后续加工;切割热影响区小,板材变形小:加工精度高,重复性好,不损伤材料表面。


与大功率激光切割相比,精密切割一般根据加工对象采用纳秒、皮秒激光,能够聚焦到超细微空间区域,同时具有极高峰值功率和极短的激光脉冲,在加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响,从而做到了加工的“超精细”。在手机屏幕切割、指纹识别片、LED隐形划片等对精密程度要求较高的生产工艺中,激光精密切割技术有无可比拟的优势。


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激光精密焊接

激光精密焊接是将高强度激光束辐射至加工产品的工作区域上,通过激光与材料的相互作用,快速让被焊地方形成一个多密度聚集的热源区,热能让被焊物区域熔化之后冷却结晶形成巩固的焊点或焊缝。其特点是不需要电极和填充材料,属非接触式焊接。可对高熔点难熔金属或不同厚度材料进行焊接。


在新能源电池领域,随着新能源汽车的推广,动力电池的需求持续高增。激光焊接作为动力电池领域的焊接标配,在前段的极耳焊接,中段的底盖、顶盖、密封钉的焊接,后段的电池连接片、负极封口焊接等均有广泛应用。在3C领域,手机各类模组、中板盖板等,均离不开激光精密焊接技术。


激光精密打孔

激光精密打孔是将光斑直径缩小到微米级,从而获得高的激光功率密度,几乎可以在任何材料实行激光打孔。其特点是可以在硬度高、质地脆或者软的材料上打孔,孔径小、加工速度快、效率高。


激光打孔在PCB行业应用尤为广泛,与传统PCB打孔工艺相比,激光在PCB上不仅加工速度快,还可实现传统设备无法实现的2μm以下的小孔、微孔及隐形孔的钻孔。在电子产品表面、手机扬声器、麦克风及其他玻璃,都可以见到激光打孔的身影。


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激光表面处理

激光表面处理是利用高功率密度的激光束对金属进行表面处理,可以对金属实现相变硬化、表面非晶化、表面合金化或使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而改变金属材料的表面特性。其特点是无需使用外加材料,仅改变被处理材料表面层的组织结构,被处理件变形极小,适合于表面标记和高精度零件处理。


激光表面处理可根据是否改变基材成分分为两类。不改变基材成分的应用有激光淬火(相变硬化)、激光清洗、激光冲击硬化和激光极化等,改变基材成分的则包括激光熔覆、激光电镀、激光合金化和激光气相沉积等应用。


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