Cięcie laserowe umożliwia szybsze czasy obróbki i zastępuje konwencjonalne metody cięcia mechanicznego, tłoczenia i frezowania. Tradycyjne metody zazwyczaj nie radzą sobie dobrze, gdy tolerancje wynoszą ±0,1 mm, a także wymagają dalszej obróbki. Natomiast lasery światłowodowe i CO2 mogą łatwo utrzymywać tolerancje na poziomie mikronów z minimalnymi strefami wpływu ciepła. Eliminuje to konieczność procesów wykańczających, co skraca czas produkcji o nawet 40 procent w zastosowaniach motoryzacyjnych.
Ponieważ obróbka laserowa jest procesem bezkontaktowym, materiał można łatwo przetwarzać bez konieczności dokonywania kosztownych zmian narzędzi. Systemy laserowe umożliwiają obecnie obróbkę elementów lotniczych ze stopu tytanu oraz grawerowanie mikroelektroniki bez użycia mechanicznych uchwytów, oszczędzając 30% materiału. Przemysłowe systemy laserowe mogą kosztować ponad 500 000 USD, jednak okres zwrotu inwestycji, średnio 18 miesięcy, wynika ze oszczędności energii i zmniejszenia ilości odpadów.
Współczesna produkcja elektroniczna opiera się na trzech podstawowych technologiach laserowych – CO2, światłowodowych i stałostanowych, z których każda rozwiązuje inne wyzwania produkcyjne.
Przetwarzanie niemetaliczne jest zazwyczaj wykonywane przy użyciu laserów CO2, które mają długość fali 10,6 μm i która łatwo oddziałuje z materiałami organicznymi. Systemy te pozwalają na znakowanie podłoży obwodów drukowanych na bazie polimerów oraz cięcie obudów z akrylu z prędkością do 2 m/s. Dysponujemy danymi przemysłowymi, które pokazują, że technologia CO2 ma 38% udział w rynku opakowań dla elektroniki konsumenckiej. Ich kompatybilność z plastikami i ceramicznymi materiałami czyni je dobrą opcją do zastosowań w produkcji złącz, izolatorów i anten do tagów RFID.
Laserowe światłowody doskonale sprawdzają się w przetwarzaniu materiałów przewodzących, takich jak miedź czy aluminium. Ich długość fali wynosząca 1,06 μm osiąga precyzję cięcia 20 μm, zużywając o 30% mniej energii niż alternatywy CO2. Producentzy wykorzystują systemy o mocy 500 W–1 kW do produkcji elementów ekranujących EMI/RF, osiągając brzegi bez gruzu na blachach ze stali nierdzewnej o grubości 0,5 mm.
Laserowe lasery stanowe umożliwiają spawanie elementów baterii i czujników w skali mikronowej bez uszkadzania części wrażliwych na ciepło. Impulsowe systemy Nd:YAG wytwarzają szwy spawalnicze o grubości 0,1 mm na stopach miedziowo-niklowych stosowanych w portach micro-USB, zachowując przewodność połączeń powyżej 90% IACS.
Lasery światłowodowe osiągają prędkości znakowania powyżej 10 m/s przy zachowaniu dokładności ±5 μm, co jest krytyczne dla projektów o dużej gęstości połączeń. Ścieżki znakowane laserem zmniejszają ryzyko zwarcia o 37% w porównaniu z metodami chemicznego trawienia. Automatyczne systemy z wizją samokorygują błędy pozycjonowania w czasie rzeczywistym, co jest szczególnie istotne dla elastycznych podłoży PCB.
Systemy laserów UV (o długości fali 355 nm) umożliwiają grawerowanie detali poniżej 50 μm, co jest niezbędne dla pakietów mikro-BGA. Ten proces ablacji chłodnej zapobiega uszkodzeniom termicznym sąsiednich warstw miedzianych.
Wielowarstwowa konstrukcja PCB wykorzystuje lasery włóknowe impulsowe do precyzyjnego usuwania dielektryka, ujawniając ukryte tranzystory bez naruszania sąsiednich warstw miedzi o grubości 18μm.
Lasery zielone rozwiązują problemy z metalami odbijającymi, takimi jak miedź i złoto, działając na długości fali 532 nm, gdzie miedź absorbuje o 40% więcej energii.
Metale odbijające stwarzają dwa główne przeszkody:
Nowoczesne systemy radzą sobie z tym poprzez pracę impulsową i wspomaganie gazem azotowym, zmniejszając szerokość nacięcia o 58% w porównaniu do cięcia laserem CO2.
Producent przechodzący na lasery zielone osiągnął:
| Metryczny | Poprawa |
|---|---|
| Chropowatość krawędzi | 0,8 – 0,2 μm |
| Przepustowość produkcji | +22% |
| Wskaźnik odpadów | -40% |
Sztuczna inteligencja optymalizuje parametry lasera, analizując ponad 300 punktów danych na sekundę, co zmniejsza liczbę wad o 35%. Uczenie maszynowe dostosowuje ostrość wiązki w czasie rzeczywistym, osiągając 99,7% spójność w mikrospawaniu.
Połączone systemy laserowe przewidują awarie 72 godziny wcześniej, wydłużając czas pracy lampy laserowej o 200–300 godzin operacyjnych.
Lasery ultrafast umożliwiają obróbkę poniżej 500 nanometrów, zmniejszając uszkodzenia termiczne o 60–80% w porównaniu z tradycyjnymi metodami.
Systemy nowej generacji integrują cięcie, spawanie i obróbkę powierzchni, skracając czas cyklu o do 40% przy zachowaniu dokładności na poziomie mikronów.
Technologia laserowa oferuje szybsze czasy obróbki i większą precyzję, co zmniejsza potrzebę stosowania procesów wykańczających. Umożliwia również oszczędność energii i efektywniejsze wykorzystanie materiałów.
Powszechnie stosowane są lasery CO2, włóknowe oraz na ciele stałym, z których każdy nadaje się do innych materiałów i zastosowań.
Technologia laserowa umożliwia precyzyjne oznaczanie i ablację elementów PCB, zwiększając szybkość produkcji i zmniejszając liczbę błędów.
Lasery zielone działają na długościach fal, przy których metale odbijające, takie jak miedź, absorbują więcej energii, co zmniejsza jej straty i rozprzestrzenianie się ciepła.
Shandong ZhongGuangDian oferuje zaawansowane maszyny do oznaczania laserowego i niestandardowe urządzenia laserowe dla różnych branż. Nasze niezawodne produkty, szybka dostawa i gwarancja na całe życie zapewniają satysfakcję klienta.
EN
