Laserudskæring muliggør hurtigere bearbejdningsprocesser og erstatter konventionel mekanisk skæring, stansning og fræsning. Konventionelle metoder klarer sig typisk dårligt, når tolerancerne er ±0,1 mm, og kræver ofte efterbehandling, hvorimod fiber- og CO2-lasere nemt kan opretholde tolerancer ned i mikrometerområdet med minimale varmepåvirkede zoner. Dette eliminerer sekundære afslutningsprocesser, hvilket forkorter produktionstiderne med op til 40 procent inden for bilindustrien.
Da laserdannelse er en kontaktløs proces, kan materialet behandles nemt uden dyre værktøjsudskiftninger. Lasersystemer kan nu bearbejde titan-dele til fly og gravere mikroelektronik uden mekaniske klammer, hvilket sparer 30 % af materialet. Industrielle lasersystemer kan koste over 500.000 USD, men med en gennemsnitlig tilbagebetalingstid på 18 måneder baseret på energibesparelser og reduktion af affald for producenter.
Moderne elektronikfremstilling bygger på tre kerne-laserteknologier – CO2, fiber-optisk og faststof – hver af dem løser forskellige produktionsudfordringer.
Ikke-metallisk bearbejdning udføres typisk med CO2-lasere, som har en bølgelængde på 10,6 μm, der nemt interagerer med organiske materialer. Disse systemer mærker polymerbaserede kredsløbsplader og skærer akrylhusene til medicinsk udstyr med hastigheder op til 2 m/s, og vi har industrielle data, der demonstrerer, at CO2-teknologi har en markedsandel på 38 % i emballage til forbrugerelektronik. Deres kompatibilitet med plast og keramik gør dem velegnede til anvendelse i stikforbindelser, isolatorer og RFID-tag-antenner.
Fiberlasere er fremragende til bearbejdning af ledende materialer som kobber og aluminium. Deres bølgelængde på 1,06 μm opnår en skærepræcision på 20 μm med 30 % mindre energiforbrug end CO2-alternativer. Producenter bruger systemer på 500 W-1 kW til produktion af komponenter til EMI/RF-skærmning og opnår kanter uden smeltet rest på rustfri stålplader med en tykkelse på 0,5 mm.
Solid-state lasere muliggør mikron-svejsning af batteriterminaler og sensorkomponenter uden at skade varmefølsomme dele. Pulsede Nd:YAG-systemer producerer 0,1 mm svejsesømme på kobber-nikkel-legeringer, som anvendes i mikro-USB-porte, og opretholder en ledningsevne i forbindelserne på over 90 % IACS.
Fiberlasere opnår markeringshastigheder over 10 m/s, mens en nøjagtighed på ±5 μm opretholdes, hvilket er afgørende for højdensitetsforbindelsesdesign. Lasermarkerede baner reducerer risikoen for kortslutning med 37 % sammenlignet med kemisk ætsningsmetoder. Automatiserede visionstyret systemer retter justeringsfejl i realtid, især værdifuldt for fleksible PCB-underlag.
UV-lasersystemer (355 nm bølgelængde) muliggør gravering af strukturer under 50 μm, hvilket er afgørende for micro-BGA-pakker. Denne kolde ablationsproces forhindrer varmeskader på nabokobberlag.
Konstruktion af flerlags PCB anvender pulserede fiberlasere til præcis dielektrikumsfjernelse og udsætter skjulte vias uden at påvirke de tilstødende kobberlag på 18 μm.
Grønne lasere løser udfordringer med reflekterende metaller som kobber og guld ved at operere ved bølgelængder på 532 nm, hvor kobber absorberer 40 % mere energi.
Reflekterende metaller udgør to primære hindringer:
Moderne systemer løser dette ved hjælp af pulseret drift og nitrogen-gas, hvilket reducerer snitbredder med 58 % sammenlignet med CO2-laserskæring.
En producent, der skiftede til grønne lasere, opnåede:
Metrisk | Forbedring |
---|---|
Kanteruheder | 0,8 – 0,2 μm |
Produktionskapacitet | +22% |
Skrapprocent | -40% |
AI optimerer laserparametre ved at analysere over 300 data point per sekund og reducerer defekter med 35 %. Maskinlæring justerer strålefokuseringen i realtid og opnår 99,7 % konsistens i mikrosvejsningsoperationer.
Netværksforbundne lasere forudsiger fejl 72 timer i forvejen og forlænger laserørers levetid med 200–300 driftstimer.
Ultrafaste lasere gør det muligt at bearbejde under 500 nanometer, hvilket reducerer termisk skade med 60–80 % sammenlignet med konventionelle metoder.
Næste generations systemer integrerer skæring, svejsning og overfladebehandling, hvilket reducerer cyklustider med op til 40 %, mens mikronnøjagtighed opretholdes.
Laserteknologi tilbyder hurtigere maskinbearbejdstider og højere præcision, hvilket reducerer behovet for sekundære afsluttende processer. Det muliggør også energibesparelser og materialeeffektivitet.
CO2-, fiber- og solid-state lasere bruges almindeligt, hver egnet til forskellige materialer og anvendelser.
Laserteknologi gør det muligt at markere og ablatere PCB-komponenter med stor præcision, hvilket forbedrer produktionshastighed og reducerer fejl.
Grønne lasere fungerer ved bølgelængder, hvor reflekterende metaller som kobber absorberer mere energi, hvilket reducerer energitab og termisk spredning.