Prestasie-analise van lasersny en graveer
Lasersny- en -graveringtegnologie word wyd gebruik in industriële vervaardiging, kunsskepping en elektronika as gevolg van die hoë presisie, doeltreffendheid en nie-kontak verwerkingsvermoëns. Hierdie dokument bied 'n gedetailleerde analise van die beginsels, prestasiemetrieke, beïnvloedende faktore, toepassings en toekomstige tendense van lasersny- en -gravering.
Fundamentele Beginsels
1. Laser sny
Lasersny gebruik 'n hoë-energie-digtheid laserstraal om materiale te laat smelt, verdamp of ontsteek, terwyl 'n hulpstofgas (bv. suurstof, stikstof) die gesmelte afval wegpers, wat presiese materiaalskeiding moontlik maak.
2. Lasergravering
Lasergravering behels geïsoleerde ablasie of chemiese reaksies op 'n materiaal se oppervlak om permanente merke of patrone te skep. In teenstelling met sny, dring gravering gewoonlik nie die materiaal binne nie, maar verander die oppervlak se tekstuur of kleur.
Prestasie-metrieke
1. Presisie
Posisioneringnauwkeurigheid: Gewoonlik ±0,01 mm, met hoëpuntstelsels wat ±0,005 mm bereik.
Herhaalbaarheid: Oor die algemeen binne ±0,02 mm vir bestendige partijverwerking.
Minimum lynwydte: Hang af van die laserspotsgrootte (10–100 µm); ultravinnige lasers maak mikron-skaal gravering moontlik.
2. Verwerkingstempo
Snytempo: Hang af van die materiaaldikte en laser krag (byvoorbeeld, CO₂-lasers sny 1 mm roesvrye staal teen 20 m/min).
Graveringstempo: Vektorgravering kan 1000 mm/s bereik, terwyl rastergravering stadiger is as gevolg van die skanderingsmetodes.
3. Materiaalverenigbaarheid
| Materiaal | Laser-tipe | Prestasie |
| Metale (Roesvrye staal, Al, Cu) | Veselaser, Hoë-krag CO₂ | Hoëpresisie snye, oksidasie-geassisteerde graveerwerk |
| Nie-metale (Hout, Akriliek, Leer) | CO₂-laser (10,6 µm) | Sagte snye, gedetailleerde graveerwerk |
| Komposiete (PCB, Koolstofvesel) | UV-laser (355 nm) | Minimale hittebeïnvloede sone (HBS), hoë-resolusie graveerwerk |
4. Oppervlakkwaliteit
Snykant Ruheid: Gewoonlik Ra < 10 µm (vesellasers behaal Ra < 5 µm vir metale).
Graveerdieptebeheer: Aanpasbaar via krag en deurgange (±0,01 mm presisie).
Sleutelfaktore wat beïnvloed
1. Laserparameters
Golflengte: UV (355 nm) vir fyn graveerwerk; CO₂ (10,6 µm) vir nie-metale.
Krag: Hoër krag verhoog spoed, maar kan termiese vervorming veroorsaak.
Pulsfrekwensie (Gepulste Lasers): Beïnvloed doeltreffendheid en HAZ.
2. Optiese Stelsel
Fokuslens: Brandpuntafstand bepaal kolfgrootte en diepte van veld (kort brandpuntafstande verbeter presisie).
Stralekwaliteit (M²): Byna-diffraksiebeperkte strale (M² ≈ 1) lewer gladde snye.
3. Prosesoptimering
Hulp Gas: Suurstof verhoog spoed (maar oksidiseer kante); stikstof verseker skoon snye.
Scanningsstrategie: Raster vir groot-area graveerwerk; vektor vir kontoue.
Toepassingsareas
1. Industriële Vervaardiging
Plaatmetaalversniting: Sny van motor-/vliegtuigkomponente.
Elektronika: FPC (buigbare PCB)-sny, PCB-mikro-boring.
2. Kreatief & Aanpassing
Kunswerk: Gravering op hout/akriel, leermerk.
3D-relief: Gryskaartgravering vir diepteeffekte.
3. Medies & Navorsing
Chirurgiese instrumente: Presisiesny van roesvrye staal.
Mikroverwerking: Ultravinnig (femtosekonde/pikosekonde)-laser vir mikrostrukture.
Toekomstige Tendense
1. Hoër krag & doeltreffendheid: Meervoudige straalverwerking vir verhoogde deurstroom.
2. Slim outomatisering: AI-gedrewe parameter-optimisering.
3. Groen lasers: Energie-doeltreffende vesel-lasers.
4. Ultra-vinnige laser-aanvaarding: Uitbreiding in mediese en halfgeleier-velde.
Gevolgtrekking
Laser-sny en graveer bied onoortreflike presisie en veelsydigheid, wat dit onmisbaar maak in moderne vervaardiging. Vooruitgang in laserbronne, outomatisering en prosesbeheer sal hul vermoëns en toepassings verder verbeter.
