激光和水的結(jié)合-水刀激光切割技術(shù)

  水刀引導(dǎo)式激光器是激光器技術(shù)和水流技術(shù)的混合技術(shù)。在這個獨(dú)y無二的激光切割工藝中，一個纖幼線狀水刀被用作光波導(dǎo)，以使高功率激光射在工件上。與傳統(tǒng)激光切割工藝相比，這種方法的主要優(yōu)勢在于：（1）平行的側(cè)壁；（2）工件的低熱量輸入，歸功于工件在激光脈沖之間的冷卻恰好發(fā)生在它之前被加熱的位置；（3）熔融金屬及時排出，歸功于水刀的高動量。相比與鋸切，這種技術(shù)切割金屬可以達(dá)到無毛刺效果，施加在工件上的機(jī)械壓力也小得多。  

水刀引導(dǎo)激光切割系統(tǒng)的圖示見圖1，其中使用的水刀是5至50兆帕的純?nèi)ルx子水和過濾水。噴嘴是由藍(lán)寶石或鉆石制成，以確保能夠產(chǎn)生長而穩(wěn)定的水刀。激光束，通過光纖由激光器傳出，被校準(zhǔn)，經(jīng)過擴(kuò)束器，然后集中穿過一個石英窗口，進(jìn)入噴嘴。耦合單元和平常的光纖耦合單元類似，只除了噴嘴里的光亮度分布是平頂?shù)?，而且沒有高斯分布。當(dāng)激光進(jìn)入水刀中，光在空氣和水的接口處發(fā)生完全內(nèi)反。  

在切割過程中，工件被固定在一個CNC工作臺上，在水刀引導(dǎo)的激光束下朝著一個方向移動。光頭沿著與之垂直的方向移動，只有在為了適應(yīng)不同水壓下的不同噴嘴尺寸的各種工作距離時，才有必要變動工作臺和工件之間的距離。在切割過程中不會變動。  

五年多以來，這一工具已經(jīng)在很多加工方面得到應(yīng)用。在這期間，與傳統(tǒng)激光切割技術(shù)相比，LMJ水刀引導(dǎo)激光器在工業(yè)應(yīng)用方面顯示出各種各樣的優(yōu)勢。  

通常，LMJ技術(shù)使用固體Nd:YAG紅外激光器（1064nm,50-200W）。紅外水刀引導(dǎo)激光器應(yīng)用在硅、陶瓷和硬金屬、立方氮化硼、錳鋅系磁芯以及金屬薄膜上有很高的效率。使用這一類型的激光器可獲得優(yōu)于磨鋸方法8倍的切割速度。LMJ系統(tǒng)在諸如GaAs、GaN以及銅這樣的脆而難以機(jī)械加工的材料上具有很高的效率。

   這些材料對于去離子水的接觸不敏感。所有的半導(dǎo)體產(chǎn)品都是通過平版印刷以及濕蝕刻加工生產(chǎn)的，并且經(jīng)常和去離子水以及含水的方法接觸。所以在這些材料的切割過程中，水的參與是完全可以的。  

   因?yàn)榫G光（532nm）的吸收系數(shù)比紅外光稍少，我們做了一個試驗(yàn)，用200W的綠光激光器，看看在獲得和紅外激光器相同的切割質(zhì)量的情況下是否能夠得到更快的速度。結(jié)果是正面的，200W的綠光激光器完全可以輕易得到更高的速度，特別在半導(dǎo)體工業(yè)，水刀激光器技術(shù)的優(yōu)勢能夠轉(zhuǎn)化為無碎片、無毛刺以及無破損角，甚至像75微米的芯片那么薄也沒問題。  

   迄今為止，這項(xiàng)技術(shù)僅僅使用了紅外和綠光激光器。從而材料適用的范圍限制在對這些波長有充足吸收率的材料中。所以，切割透明材料（玻璃、鉆石、藍(lán)寶石、透明聚合物）是很難的，甚至是不可能的。紫外光在透明材料中有更好的吸收率，所以一個適用紫外激光的設(shè)想在微噴射技術(shù)領(lǐng)域被提出。  

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光纖激光打標(biāo)機(jī)在3C電子領(lǐng)域表現(xiàn)突出

      3C產(chǎn)品給我們生活帶來了深遠(yuǎn)的影響，豐富了我們的生活，為我們提供了信息和便利。3C產(chǎn)品包括電腦、平板電腦、移動電話、數(shù)碼相機(jī)等等。隨著科技的發(fā)展,3C產(chǎn)品作為流行性消費(fèi)品的電子產(chǎn)品，在造型以及功能上面越來越多樣化。越來越多的企業(yè)為了更加有效的突出產(chǎn)品的效果以及獨(dú)特的造型，需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，將現(xiàn)在的眾多先進(jìn)技術(shù)融入到現(xiàn)在的3C領(lǐng)域中。其中產(chǎn)品標(biāo)識就需要采用激光標(biāo)記了。

      由于3C產(chǎn)品的整體外觀細(xì)小，加工精度要求較高，所以現(xiàn)在的3C企業(yè)不得不將目光投向現(xiàn)在的激光加工領(lǐng)域。由于激光加工熱影響區(qū)域小，加工精細(xì)，加工速度快，可以使常規(guī)方法無法實(shí)現(xiàn)的工藝輕松實(shí)現(xiàn)，從而使得它備受3C企業(yè)的青睞。目前激光打標(biāo)已經(jīng)在3C行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，特別是隨著現(xiàn)在光纖激光標(biāo)記技術(shù)的走向成熟，使得光纖激光打標(biāo)機(jī)在現(xiàn)在3C領(lǐng)域的表現(xiàn)也是越來越突出，優(yōu)異的性能優(yōu)勢正在逐漸成為現(xiàn)在3C行業(yè)標(biāo)記加工的重要方式。

光纖激光打標(biāo)機(jī)的優(yōu)勢：

1、廣泛適用于各類金屬與非金屬材料的精細(xì)標(biāo)記。特別適用于手機(jī)、電腦、消費(fèi)類電子產(chǎn)品配件的外表面精細(xì)標(biāo)記。

2、光電轉(zhuǎn)換效率高，低運(yùn)行成本

3、實(shí)現(xiàn)高速標(biāo)記

4、激光器使用壽命長、免維護(hù)、無耗材，確保低維護(hù)與運(yùn)行成本

5、一體化設(shè)計(jì)，也使得光纖激光標(biāo)記設(shè)備操作更加靈活方便，占地面積更小，更有利于企業(yè)的加工生產(chǎn)。

6、擁有極高的精密性以及可靠性

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激光標(biāo)記二維碼的優(yōu)勢分析

      在現(xiàn)實(shí)生活中二維碼可隨處可見，二維碼能儲存大量的信息，同時也是一扇信息的窗口，用戶不僅可以通過這一扇快捷的信息窗口獲取更多的信息。因此二維碼正慢慢被越來越多的商家廠家利用。

      而二維碼的制作我們可以通過電腦的相關(guān)軟件就可以自動生成，然后打印出來。但是二維碼應(yīng)用不只局限于在互聯(lián)網(wǎng)上及打印上，現(xiàn)在的產(chǎn)品信息記錄就廣泛應(yīng)用到二維碼，成為現(xiàn)在企業(yè)追尋產(chǎn)品信息和產(chǎn)品信息傳播的有力渠道。用二維碼記錄產(chǎn)品信息的時候，不僅需要在電腦上將二維碼生成好，還需要將生成好的二維碼標(biāo)記在產(chǎn)品上。這個時候就需要打標(biāo)機(jī)設(shè)備進(jìn)行加工制作，二維碼標(biāo)記在產(chǎn)品上可以通過氣動打標(biāo)、噴碼標(biāo)識、激光標(biāo)記去實(shí)現(xiàn)，從標(biāo)記的效果來看二維碼標(biāo)記在產(chǎn)品上采用激光標(biāo)記更加適合。

1、采用激光可以y久性標(biāo)記，在實(shí)際使用的過程中不容易被磨損，很難被仿造。

2、同時采用激光標(biāo)記速度快，標(biāo)記一個產(chǎn)品的二維碼信息只需要幾秒的時間，相對于氣動標(biāo)記還有噴碼機(jī)來講效率要高很多。

3、還有激光的標(biāo)記范圍廣，現(xiàn)在的光纖激光打標(biāo)機(jī)可以對一般的金屬材料和非金屬材料進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記清晰光滑，而且對材料的要求不是很高，可以對不同要求的材料進(jìn)行標(biāo)記。

4、最后就是激光標(biāo)記相對于其他的兩種標(biāo)記方式，雖然激光打標(biāo)機(jī)價格較高，但是光纖激光打標(biāo)機(jī)不需要接觸產(chǎn)品表面、不需要消耗耗材，沒有環(huán)境污染無d害。

      通過以上幾點(diǎn)我們可以看出，采用激光標(biāo)記產(chǎn)品的二維碼，能夠更好的起到信息傳播和防偽的作用，在二維碼運(yùn)用日益廣泛今天，激光標(biāo)記二維碼將在眾多領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。

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