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脉冲光纤激光器在非金属切割中的应用

时间: 2024-12-15 09:55:58 |   作者: 九州体育娱乐

通常被用于激光打标,但是由于它的成本低廉,紧凑,可靠,不需要经常维护,所以用它也很适合用来进行非

产品特性

  通常被用于激光打标,但是由于它的成本低廉,紧凑,可靠,不需要经常维护,所以用它也很适合用来进行非金属切割。通过采用直接调制种子激光的MOPA(主控振荡器的功率放大器)等设计,我们大家可以得到短脉冲和相对高的峰值功率,这些技术把激光器变成切割非金属的有效工具。

  作为一种连续波型切割器的替代品,脉冲光纤激光器能应用于多通蒸发式切割过程中,监测装置控制激光来回通过切割线,每次仅切除很少的金属,并且不需要喷嘴和辅助气体。这项技术提供了一个灵活、精确和合理的解决方案。而且这套设备绝大多数都是一套简单的激光标记系统。

  这项切割技术能广泛适用于很多材料,从有色金属、非有色金属,到陶瓷、高分子材料甚至含碳复合材料,都涵盖其中。切割速度能很方便的发生改变,对于薄金属板,能做到小于10mm/min,对于厚的材料,切割速度能大于1mm/min。当用于切割比较厚的金属时,一定要采用切割线补偿或光束摆动等特殊技术来有效的扩大切口宽度。相对于传统激光切割,这些速度可能会比较慢,但对于很多应用来说,纳秒脉冲光纤激光器的低成本和灵活性是很具有吸引力的。

  实验根据结果得出,SPI激光器的所有SM/HS/HM型号都能轻松实现有效切割,但是每种机器的切割特点会略有不同,这与材料的选择和要求的输出有关。以窄切缝宽度为例,具有高品质光束和较小光斑的SM型激光器最为适合,而对于较厚的材料,采用具有更高峰值功率和较大尺寸光斑的HM型效果会更好一点。

  硅材料(技术上说是一种金属)被大范围的应用在电子和太阳能产业,其中有很多切割应用。这种材料通常用机械宝石切割轮进行切块或切削,但是对于很薄的材料有很多限制因素,而且边缘切割会造成剥落。脉冲激光器提供了一种灵活的替代方案,它可拿来切割复杂形状的型材。使用20W SM型激光器,可以在6秒中切割出5mm的正方形。

  工业界对陶瓷切割需求很大。在电子行业里,很多薄基板材料是通过划线、打破或切削来进行切割的。同样,材料的吸收率也是限制因素之一。关键材料是氧化铝和氮化铝,它们能被1um激光切割的能力取决于材料的特殊性和表面光洁度。下图为绿色的氮化铝从基板上快速的被切割出来。(图2和图3)

  图2 使用40W HM 激光器经过6次50mm的切割出的3mm厚氮化铝绿色陶瓷

  脉冲激光器还可拿来切割很多非金属材料,比如塑料、橡胶等。决定该材料是不是适合用激光切割的重要的条件是其对1um波长激光的吸收能力。很多塑料在这个波长范围内有很高的传输系数,所以不适合采取了激光的方法切割,但是一些材料还是可以被切割的。塑料切割的一个例子:塑料标签,我们大家可以在其上打标,同时只要对参数进行很小的修改,就可以从基板上切割出来。(图4)

  其他的例子包括保护性塑料覆盖层的切割,比如通常用在电缆和电线W HS激光器从铜基板中切割出绝缘塑料

  一些特别的橡胶材料一样能有效的切割到令人惊讶的厚度。下图是一个4mm厚的黑色橡胶板,侧面有1mm的贯穿小孔。(图6)


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