Desarrollo y aplicación de tecnología de procesamiento láser
Aplicación de la tecnología de procesamiento láser
Las tecnologías de procesamiento láser maduras incluyen: tecnología de creación rápida de prototipos por láser, tecnología de soldadura por láser, tecnología de perforación por láser, tecnología de corte por láser, tecnología de marcado por láser, tecnología de deduplicación por láser, tecnología de grabado láser, tecnología de ajuste fino del láser, tecnología de almacenamiento láser, tecnología de corte en cubitos láser, tecnología de limpieza láser, tratamiento térmico con láser y tecnología de tratamiento de superficies.
La tecnología de soldadura láser tiene la función de purificar el baño fundido, que puede purificar el metal de soldadura y es adecuada para soldar entre el mismo y diferentes materiales metálicos. La soldadura láser tiene una alta densidad de energía, lo que es especialmente beneficioso para soldar metales con alto punto de fusión, alta reflectividad, alta conductividad térmica y grandes diferencias en las propiedades físicas.
La tecnología de corte por láser se puede utilizar ampliamente en el procesamiento de materiales metálicos y no metálicos, lo que puede acortar en gran medida el tiempo de procesamiento, reducir los costos de procesamiento y mejorar la calidad de la pieza de trabajo. El láser de pulso es adecuado para materiales metálicos y el láser continuo es adecuado para materiales no metálicos. Este último es un campo de aplicación importante de la tecnología de corte por láser.
La tecnología de marcado láser es una de las mayores áreas de aplicación del procesamiento láser. El marcado con láser excimer es una nueva tecnología, especialmente adecuada para el marcado de metales. Puede lograr un marcado submicrónico y se ha utilizado ampliamente en los campos de la industria microelectrónica y la bioingeniería.
La tecnología de equilibrio y eliminación de peso por láser es un proceso que utiliza láser para eliminar las partes desequilibradas y con sobrepeso de piezas giratorias de alta velocidad, de modo que el eje de inercia y el eje de rotación coincidan para lograr el equilibrio dinámico. La tecnología de desponderamiento y equilibrio por láser tiene dos funciones principales: medición y desescalado. Puede medir y corregir el desequilibrio al mismo tiempo, lo que mejora enormemente la eficiencia y tiene amplias perspectivas de aplicación en el campo de la fabricación de giroscopios. Para rotores de alta precisión, el equilibrio dinámico por láser puede duplicar la precisión del equilibrio, y la precisión del equilibrio del valor de excentricidad de la masa puede alcanzar el 1% o unas pocas milésimas de micrón.
La tecnología de grabado láser es más simple que la tecnología de grabado químico tradicional, puede reducir en gran medida los costos de producción y puede procesar líneas con un ancho de 0,125 ~ 1 micrón, lo cual es muy adecuado para la fabricación de VLSI.
La tecnología de corte por láser puede ajustar de forma automática y precisa la resistencia especificada, con una precisión del 0,01% al 0,002%. Es más precisa, más eficiente y de menor costo que los métodos de procesamiento tradicionales. El recorte por láser incluye recorte de resistencia de película delgada (0,01 ~ 0,6 micrones de espesor) y resistencia de película gruesa (20 ~ 50 micrones de espesor), recorte de capacitancia y recorte de circuito integrado híbrido.
La tecnología de almacenamiento láser es una tecnología que utiliza láseres para grabar vídeo, audio, texto e información informática. Es una de las tecnologías de apoyo en la era de la información.
La tecnología de trazado láser es una tecnología clave en la producción de circuitos integrados. Tiene un trazado fino, alta precisión (ancho de línea de 15 a 25 micrones, profundidad de ranura de 5 a 200 micrones) y velocidad de procesamiento rápida (hasta). hasta 200 mm/s), el rendimiento puede alcanzar más del 99,5%.
El uso de tecnología de limpieza láser puede reducir en gran medida la contaminación por partículas de los dispositivos procesados y mejorar el rendimiento de los dispositivos de precisión.
Las tecnologías de tratamiento térmico y de tratamiento de superficies con láser incluyen: tecnología de endurecimiento por cambio de fase con láser, tecnología de revestimiento con láser, tecnología de aleación de superficies con láser, tecnología de recocido con láser, tecnología de endurecimiento por choque con láser, tecnología de enchapado mejorado con láser y tecnología de acristalamiento con láser. Las tecnologías desempeñan un papel importante en el cambio de las propiedades mecánicas, la resistencia al calor y la resistencia a la corrosión de los materiales.
El endurecimiento por cambio de fase con láser (es decir, enfriamiento con láser) es la nueva tecnología más temprana investigada, de más rápido desarrollo y más utilizada en el tratamiento térmico con láser. Es adecuado para la mayoría de los materiales y diferentes piezas de diferentes formas, y puede mejorar la resistencia al desgaste y la fatiga de las piezas. Algunos sectores industriales extranjeros utilizan esta tecnología como medio para garantizar la calidad del producto.
La tecnología de revestimiento láser es una de las tecnologías de modificación de superficies por láser ampliamente utilizadas en la industria. Tiene buena economía y puede mejorar en gran medida la resistencia a la corrosión de los productos.
La tecnología de aleación de superficies por láser es un nuevo método de modificación local de superficies de materiales y es una de las tecnologías de modificación de superficies más prometedoras en el futuro. Es adecuado para piezas que necesitan mejorar la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas temperaturas en la aviación, la industria aeroespacial, las armas, la industria nuclear y la fabricación de automóviles.
La tecnología de recocido láser es una nueva tecnología de procesamiento de semiconductores y su efecto es mucho mejor que el recocido térmico convencional. Después del recocido láser, la tasa de reemplazo de impurezas puede alcanzar el 98% ~ 99%, la resistividad del polisilicio se puede reducir a 1/2 ~ 1/3 del recocido por calentamiento ordinario y el nivel de integración de los circuitos integrados se ha mejorado enormemente, de modo que el espacio entre los componentes del circuito se puede reducir a 0,5 micrones.
La tecnología de endurecimiento por choque láser puede mejorar las propiedades mecánicas de los materiales metálicos, prevenir la aparición y expansión de grietas, mejorar la resistencia y dureza del acero, aluminio, titanio y otras aleaciones, y mejorar su resistencia a la fatiga.
La tecnología de galvanoplastia mejorada con láser puede aumentar la velocidad de deposición del metal, que es 1.000 veces más rápida que sin irradiación láser. Es de gran importancia para la producción y mantenimiento de microinterruptores, piezas de instrumentos de precisión, dispositivos microelectrónicos y circuitos integrados a gran escala. Utilizando el proceso mejorado, la firmeza de la capa eléctrica se puede aumentar entre 100 y 1000 veces.
La tecnología de acristalamiento láser tiene amplias perspectivas para la modificación de materiales, es de bajo costo, fácil de controlar y replicar y favorece el desarrollo de nuevos materiales. El vidriado láser combinado con pulverización con llama, pulverización con plasma, deposición de iones y otras tecnologías tiene amplias perspectivas de aplicación para controlar la microestructura y mejorar la resistencia al desgaste de la superficie y la resistencia a la corrosión. Los materiales electrónicos, electromagnéticos y otros materiales eléctricos son instrumentos de medición ideales después del vidriado con láser.
2. Tendencia de desarrollo de la tecnología de procesamiento láser
1. Integración y control digital
Integración de tecnología de control numérico láser y por computadora, sistemas ópticos avanzados y de alta precisión. La combinación del posicionamiento automatizado de piezas de trabajo para formar un centro de investigación, producción y procesamiento científico se ha convertido en una tendencia importante.
2. Miniaturización y combinación
Los países extranjeros han combinado los dos métodos de procesamiento de corte por láser y estampado de moldes en una máquina herramienta para fabricar una máquina punzonadora láser, que tiene las funciones de un láser. corte y estampado Con las características de alta velocidad y alta eficiencia, puede completar el corte de formas complejas, taladrado, marcado y trazado.
3. Alta frecuencia y alta confiabilidad
La frecuencia de repetición de los láseres YAG extranjeros ha alcanzado las 2000 veces/segundo, y el tiempo promedio de mantenimiento de los láseres Nd:YAG bombeados con matriz de diodos ha aumentado. aumentó de varios cientos a Las horas aumentaron a 1 ~ 20.000 horas.
4. Procesamiento de metales con láser excimer.
Este es un tema nuevo en el procesamiento láser extranjero. El láser de excitón puede emitir un láser ultravioleta con una longitud de onda de 157 ~ 350 nm. La mayoría de los metales tienen baja reflectividad y alta absorción, por lo que este láser tiene un gran valor de aplicación en el campo del procesamiento de metales.
3. Los sistemas láser dentales se dividen en varios sistemas láser diferentes según las diferentes funciones de los láseres en las aplicaciones dentales. Una característica importante que distingue a los láseres es que la longitud de onda de la luz tiene diferentes efectos sobre el tejido. La tasa de absorción de luz de la luz visible y el espectro del infrarrojo cercano es baja, la penetrabilidad es fuerte y puede penetrar profundamente en el tejido dental, como el láser de iones de argón, el láser de diodo o el láser Nd: YAG (Figura 1). Er: el láser YAG y el láser CO tienen poca penetración de la luz y solo pueden penetrar el tejido dental aproximadamente 0,01 mm. La segunda característica importante que distingue a los láseres es la intensidad (es decir, la potencia) del láser. Por ejemplo, los láseres de diodo que se utilizan para el diagnóstico sólo tienen unos pocos milivatios y, en ocasiones, se pueden utilizar para pantallas láser. El láser utilizado para el tratamiento suele ser un láser de intensidad media de varios vatios. El efecto de la luz láser sobre el tejido también depende de cómo se emiten los pulsos del láser. Los métodos típicos de emisión de pulsos continuos son el láser de iones de argón, el láser de diodo, el láser de CO2 y el láser. Hay láseres Er:YAG o muchos láseres Nd:YAG que emiten en pulsos cortos. La intensidad (es decir, la potencia) de los láseres de pulso corto puede alcanzar más de 1.000 vatios. Estos láseres de alta intensidad y alta absorción de luz solo son adecuados para eliminar tejido duro. El uso de láseres en el diagnóstico de caries dental. Desmineralización y caries superficial 2. El uso de láseres en el tratamiento de caries invisibles. Cortar 2. Polimerización de rellenos y tratamiento de hoyuelos.