Lazerio pjūvis leidžia greičiau apdirbti ir keičia tradicinį mechaninį pjūvį, žymėjimą ir frezavimą. Tradicinės metodai paprastai veikia prastai, kai leistinos nuokrypos yra ±0,1 mm, be to, reikia atlikti papildomą apdirbimą, tuo tarpu švaros ir CO2 lazeriai gali lengvai išlaikyti nuokrypas iki mikronų diapazono su minimalia šilumos paveikta zona. Tai pašalina antrinius apdailos procesus, todėl automobilių pramonės gamybos laikas sutrumpėja net 40 procentų.
Kadangi lazerio apdirbimas yra bekontaktis procesas, medžiagą galima lengvai valdyti be brangių įrankių keitimo. Lazerio sistemos šiuo metu apdirba titano lėktuvų dalis ir graviruoja mikroelektroniką be jokių mechaninių įveržtuvų, taupant 30 procentų medžiagos. Pramonės lazerio sistemos gali kainuoti daugiau nei 500 tūkst. USD, tačiau vidutiniškai investicijos atsiperka per 18 mėnesių dėl energijos taupymo ir atliekų mažinimo gamykloms.
Šiuolaikinė elektronikos gamyba grindžiama trimis pagrindinėmis lazerinėmis technologijomis – CO2, šviesolaidinėmis ir kietkūnėmis, kurių kiekviena sprendžia skirtingas gamybos problemas.
Ne metalų apdorojimas dažniausiai atliekamas CO2 lazeriais, kurių 10,6 μm bangos ilgis lengvai sąveikauja su organinėmis medžiagomis. Šie įrenginiai žymi polimerinius spausdintų plokščių pagrindus ir pjauna akrylo dėžutes įrenginiams esant iki 2 m/s greičiui, o taip pat turime pramoninius duomenis, kurie rodo, kad CO2 technologijos turi 38 % rinkos dalį vartojimo elektronikos pakuotėje. Dėl suderinamumo su plastiku ir keramika jie tinka jungiamosioms detalėms, izoliatoriams ir RFID žymės antenoms.
Pluoštiniai lazeriai puikiai tinkami apdorojant laidžias medžiagas, tokias kaip varis ir aliuminis. Jų 1,06 μm bangos ilgis pasiekia 20 μm tikslumą pjūvyje, sunaudojant 30 % mažiau energijos nei CO2 alternatyvos. Gamintojai naudoja 500 W–1 kW sistemas EMI/Rf apsaugos komponentams gaminti, gaunant be išsilydymo kraštus ant 0,5 mm nerūdijančio plieno lakštų.
Puslaidininklių lazerių dėka galima mikronų tikslumu suvirinti baterijų gnybtus ir jutiklių komponentus, nesugadinant šilumą jautrių dalių. Impulsiniai Nd:YAG sistemos suvirina 0,1 mm siūles vario-nikelio lydiniuose, naudojamuose mikro-USB prievaduose, išlaikant sąnarių laidumą virš 90 % IACS.
Pluošto lazeriai pasiekia žymėjimo greitį, viršijantį 10 m/s, išlaikant ±5 μm tikslumą, kuris yra kritiškai svarbus tankiųjų ryšių konstrukcijoms. Lazerio pažymėti takeliai sumažina trumpojo jungimo riziką 37 % lyginant su cheminio graviravimo metodais. Automatizuotos vaizdo nukreipimo sistemos realiu laiku pačios taiso lygiavimo klaidas, ypač svarbu lanksčioms PCB plokštėms.
UV lazerių sistemos (355 nm bangos ilgis) leidžia graviruoti elementus mažesnius nei 50 μm, būtinus mikro-BGA korpusams. Šis šalčio abliacijos procesas neleidžia termiškai pažeisti gretimų varinių sluoksnių.
Daugiasluoksnių PCB konstrukcijose naudojami impulsiniai pluošto lazeriai tiksliai pašalinti dielektriką, atidengiant paslėptus kanalus be poveikio gretimiems 18 μm variniams sluoksnims.
Žalieji lazeriai sprendžia atspindinčių metalų, tokių kaip varis ir auksas, suvaržymus, veikdami 532 nm bangos ilgiu, kai varis sugeria 40 % daugiau energijos.
Atspindintys metalai kelia dvi pagrindines kliūtis:
Modernios sistemos šiuos iššūkius sprendžia naudodamos impulsinį veikimą ir azoto dujų pagalbą, sumažindamos pjūvio pločius 58 % lyginant su CO2 lazeriniu pjaustymu.
Gamintojas, pereinantis prie žalio lazerio, pasiekė:
Metrinė | Patobulinimas |
---|---|
Briaunos nelygumai | 0,8 – 0,2 μm |
Gamybos našumas | +22% |
Brose patekęs procentas | -40% |
AI optimizuoja lazerio parametrus, analizuodamas daugiau nei 300 duomenų taškų per sekundę, sumažindamas defektus 35 %. Mašininis mokymasis realiu laiku koreguoja spindulio fokusavimą, pasiekiant 99,7 % mikro-suvirinimų nuoseklumą.
Tinkluotės lazerių sistemos numato gedimus 72 valandų į priekį, pratęsdamos lazerio lempų eksploatacijos laiką 200–300 darbo valandų.
Ultratrumpų impulsų lazeriai leidžia apdirbti medžiagas žemiau 500 nanometrų, mažinant terminį pažeidimą 60–80 % lyginant su tradiciniais metodais.
Kitos kartos sistemos integruoja pjaudymą, suvirinimą ir paviršiaus apdorojimą, sumažindamos ciklo laiką iki 40 %, išlaikydamos mikronų tikslumą.
Lazerinė technologija leidžia pasiekti didesnį apdirbimo tikslumą ir greitį, todėl mažėja poreikis papildomiems apdailos procesams. Be to, ji padeda taupyti energiją ir efektyviau naudoti medžiagas.
Dažniausiai naudojami CO2, šviesolaidžiai ir kietkūniai lazeriai, kurie tinka skirtingoms medžiagoms ir taikymo sritims.
Lazerinė technologija leidžia tiksliai žymėti ir abliuoti PCB komponentus, padidinant gamybos spartą ir mažinant klaidas.
Žali lazeriai veikia esant bangos ilgiui, kur reflektuojančios metalo rūšys, tokios kaip varis, sugeria daugiau energijos, sumažinant energijos nuostolius ir šiluminį plitimą.