激光打孔機原理 淺述激光打孔機的未來應用
時間 : 2024-12-21
隨著近代工業和科學技術的迅速發展，使用硬度大、熔點高的材料越來越多，而傳統的加工方法已不能滿足某些工藝需求。而用激光打孔則不難實現。激光束在空間和時間上的高度集中，可以將光斑直徑縮小到微米級從而獲得很高的功率密度，幾乎可以對任何材料進行激光打孔。
激光打孔機是最早達到實用化的激光加工技術，也是激光加工的主要應用領域之一。隨著近代工業和科學技術的迅速發展，使用硬度大、熔點高的材料越來越多，而傳統的加工方法已不能滿足某些工藝需求。而用激光打孔則不難實現。激光束在空間和時間上的高度集中，可以將光斑直徑縮小到微米級從而獲得很高的功率密度，幾乎可以對任何材料進行激光打孔。
激光打孔機的工作原理
1)當激光工作物質釔鋁石榴石受到光泵(激勵脈沖氙燈)的激發后，吸收具有特定波長的光，在一定條件下可導致工作物質中的亞穩態粒子數大于低能級粒子數，這種現象稱為粒子數反轉。一旦有少量激發粒子產生受激輻射躍遷，就會造成光放大，再通過諧振腔內的全反射鏡和部分反射鏡的反饋作用產生振蕩，最后由諧振腔的一端輸出激光。激光通過透鏡聚焦形成高能光束照射在工件表面上，即可進行加工。
2)電氣系統包括對激光器供給能量的電源和控制激光輸出方式(脈沖式或連續式等)的控制系統。在后者中有時還包括根據加工要求驅動工作臺的自動控制裝置。
3)光學系統的功能是將激光束精確地聚焦到工件的加工部位上。為此，它至少含有激光聚焦裝置和觀察瞄準裝置兩個部分。
4)投影系統用來顯示工件背面情況，在比較完善的激光束打孔機中配備。
5)工作臺由人工控制或采用數控裝置控制，在三坐標方向移動，方便又準確地調整工件位置。工作臺上加工區的臺面用玻璃制成，因為不透光的金屬臺面會給檢測帶來不便，而且臺面會在工件被打穿后遭受破壞。工作臺上方的聚焦物鏡下設有吸、吹氣裝置，以保持工作表面和聚焦物鏡的清潔。
激光打孔機的應用
激光打孔主要應用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業。激光打孔的迅速發展，主要體現在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內目前比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業的生產中。
目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器。
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