Ang laser cutting ay nagpapabilis ng machining times at palitan na ang konbensional na mechanical cutting, stamping at milling. Ang konbensional na pamamaraan ay kadalasang hindi epektibo kapag ang tolerances ay ±0.1 mm, at nangangailangan pa ng post-processing, samantalang ang fiber at CO2 lasers ay madaling nakakapagpigil ng tolerances pababa sa saklaw ng micron na may pinakamaliit na heat-affected zones. Ito ay nag-elimina ng secondary finishing processes, na nagpapagaan ng production times ng hanggang 40 porsiyento para sa mga automotive application.
Dahil ang laser processing ay isang non-contact process, ang materyales ay maaaring manipulahin nang madali nang walang mahal na pagbabago sa tooling. Ang mga laser system ay kayang i-machine ang titanium aircraft components at i-engrave ang microelectronics nang walang mekanikal na clamp, na nagse-save ng 30% ng materyales. Ang mga industrial laser system ay maaaring magkakahalaga ng higit sa $500k, ngunit may average na 18-buwang payback period batay sa energy savings at pagbawas ng scrap para sa mga manufacturer.
Ang modernong pagmamanupaktura ng electronics ay umaasa sa tatlong pangunahing teknolohiya ng laser—CO2, fiber optic, at solid-state—na bawat isa ay nakatuon sa tiyak na mga hamon sa produksyon.
Ang proseso ng hindi metal ay karaniwang ginagawa gamit ang CO2 lasers, na mayroong 10.6 μm na wavelength na madaling nakikipag-ugnayan sa mga organic na materyales. Ang mga systemang ito ay nagmamarka sa mga substrate ng circuit board na gawa sa polymer at nagtataas ng acrylic device housings sa bilis na hanggang 2m/s. Mayroon kaming industriyal na datos na nagpapakita na ang teknolohiya ng CO2 ay mayroong 38% na bahagi sa merkado para sa packaging ng consumer electronics. Dahil sila ay maaaring gamitin sa plastik at ceramic, mainam sila para sa mga konektor, insulator, at RFID tag antenna.
Ang mga fiber lasers ay mahusay sa pagproseso ng mga materyales na konduktibo tulad ng tanso at aluminyo. Ang kanilang 1.06 μm wavelength ay nakakamit ng 20 μm na katumpakan sa pagputol na may 30% mas mababang pagkonsumo ng enerhiya kaysa sa mga alternatibo na CO2. Ginagamit ng mga manufacturer ang mga system na 500W-1kW upang makagawa ng mga bahagi ng EMI/RF shielding, na nakakamit ng malinis na gilid sa 0.5 mm na stainless steel sheets.
Ang mga solid-state lasers ay nagpapahintulot sa pagbabad sa sukat na micron ng mga terminal ng baterya at mga bahagi ng sensor nang hindi nasasaktan ang mga bahaging sensitibo sa init. Ang mga pulsed Nd:YAG system ay gumagawa ng 0.1 mm na mga tahi sa pagbabad sa mga alloy ng tanso-nickel na ginagamit sa mga micro-USB port, na pinapanatili ang conductivity ng joint sa itaas ng 90% IACS.
Ang mga fiber laser ay nakakamit ng bilis ng marking na umaabot sa higit sa 10 m/s habang pinapanatili ang ±5 μm na katiyakan, mahalaga para sa mga disenyo ng high-density interconnect. Ang mga laser-marked traces ay binabawasan ang panganib ng short-circuit ng 37% kumpara sa mga kemikal na pamamaraan tulad ng chemical etching. Ang mga automated vision-guided system ay nagse-self-correct ng alignment errors sa real-time, na partikular na mahalaga para sa mga flexible PCB substrates.
Ang UV laser systems (355 nm wavelength) ay nagbibigay-daan sa sub-50μm feature engraving na mahalaga para sa micro-BGA packages. Ang prosesong ito ng cold ablation ay nagpipigil ng thermal damage sa mga adjacent copper layers.
Ang multi-layer PCB construction ay gumagamit ng pulsed fiber lasers para sa tumpak na dielectric removal, nagbubunyag ng buried vias nang hindi nasisira ang kalapit na 18μm copper layers.
Ang green lasers ay naglulutas ng mga hamon sa reflective metals tulad ng tanso at ginto sa pamamagitan ng pagpapatakbo sa 532 nm wavelengths kung saan hinihigop ng tanso ang 40% higit pang enerhiya.
Ang mga replektibong metal ay may dalawang pangunahing balakid:
Binibigyang solusyon ng modernong sistema ang mga ito sa pamamagitan ng pulsed operation at tulong ng nitrogen gas, na nagpapababa ng lapad ng kerf ng 58% kumpara sa CO2 laser cutting.
Isang manufacturer na nagpapalit sa green lasers ay nakamit ang:
Metrikong | Pagsulong |
---|---|
Kakapalan sa Gilid | 0.8 – 0.2 μm |
Kapasidad ng produksyon | +22% |
Tasa ng Basura | -40% |
Ang AI ay nag-o-optimize ng mga parameter ng laser sa pamamagitan ng pagsusuri ng higit sa 300 puntos ng data bawat segundo, binabawasan ang mga depekto ng 35%. Ang machine learning ay nag-aayos ng pokus ng sinag sa tunay na oras, nakakamit ng 99.7% na pagkakapare-pareho sa mga operasyon ng mikro welding.
Ang mga networked laser system ay nakapredik ng mga pagkabigo 72 oras nang maaga, pinapahaba ang buhay ng laser tube ng 200–300 oras ng operasyon.
Ang ultrafast lasers ay nagpapahintulot sa proseso sa ilalim ng 500 nanometers, binabawasan ang thermal damage ng 60–80% kumpara sa mga konbensional na pamamaraan.
Ang mga system ng susunod na henerasyon ay nag-i-integrate ng pagputol, pagwelding, at paggamot sa ibabaw, binabawasan ang mga oras ng siklo ng hanggang sa 40% habang pinapanatili ang akurasya sa micron-level.
Nag-aalok ang teknolohiya ng laser ng mas mabilis na machining times at mas mataas na precision, na nagpapababa sa pangangailangan ng secondary finishing processes. Nakatutulong din ito sa paghemahera ng enerhiya at kahusayan sa paggamit ng materyales.
Ang CO2, fiber optic, at solid-state lasers ay karaniwang ginagamit, bawat isa ay angkop sa iba't ibang materyales at aplikasyon.
Nakapagpapahintulot ang teknolohiya ng laser sa tumpak na marking at ablation ng PCB components, na nagpapabilis sa produksyon at nagbabawas ng mga pagkakamali.
Ang green lasers ay gumagana sa mga wavelength kung saan ang reflective metals tulad ng tanso ay sumisipsip ng mas maraming enerhiya, na nagbabawas ng energy loss at thermal spread.