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鐳射打孔技術

鐳射打孔主要應用在航空航太、汽車製造、電子儀錶、化工等行業。鐳射打孔的迅速發展,主要體現在打孔用YAG雷射器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內目前比較成熟的鐳射打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及鐘錶和儀錶的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業的生產中。

目前使用的雷射器多以YAG雷射器、CO2雷射器為主,也有一些準分子雷射器、同位素雷射器和半導體泵浦雷射器。

雷射光束打孔機一般由固體雷射器、電氣系統、光學系統和三座標移動工作臺等四大部分組成。

1)固體雷射器工作原理
當鐳射工作物質釔鋁石榴石受到光泵(激勵脈衝氙燈)的激發後,吸收具有特定波長的光,在一定條件下可導致工作物質中的亞穩態粒子數大於低能級粒子數,這種現象稱為粒子數反轉。一旦有少量激發粒子產生受激輻射躍遷,就會造成光放大,再通過諧振腔內的全反射鏡和部分反射鏡的回饋作用產生振盪,最後由諧振腔的一端輸出鐳射。鐳射通過透鏡聚焦形成高能光束照射在工件表面上,即可進行加工。

2)電氣系統包括對雷射器供給能量的電源和控制鐳射輸出方式(脈衝式或連續式等)的控制系統。在後者中有時還包括根據加工要求驅動工作臺的自動控制裝置。

3)光學系統的功能是將雷射光束精確地聚焦到工件的加工部位上。為此,它至少含有鐳射聚焦裝置和觀察瞄準裝置兩個部分。

4)投影系統用來顯示工件背面情況,在比較完善的雷射光束打孔機中配備。

5)工作臺由人工控制或採用數控裝置控制,在三座標方向移動,方便又準確地調整工件位置。工作臺上加工區的臺面用玻璃製成,因為不透光的金屬臺面會給檢測帶來不便,而且臺面會在工件被打穿後遭受破壞。工作臺上方的聚焦物鏡下設有吸、吹氣裝置,以保持工作表面和聚焦物鏡的清潔。


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