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激光打孔技术

2011-04-02 09:31
姚看江湖
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  激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展,主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。

  目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主,也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。

  激光束打孔机一般由固体激光器、电气系统、光学系统和三坐标移动工作台等四大部分组成。

  1)固体激光器工作原理:当激光工作物质钇铝石榴石受到光泵(激励脉冲氙灯)的激发后,吸收具有特定波长的光,在一定条件下可导致工作物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒子数,这种现象称为粒子数反转。一旦有少量激发粒子产生受激辐射跃迁,就会造成光放大,再通过谐振腔内的全反射镜和部分反射镜的反馈作用产生振荡,最后由谐振腔的一端输出激光。激光通过透镜聚焦形成高能光束照射在工件表面上,即可进行加工。

  2)电气系统包括对激光器供给能量的电源和控制激光输出方式(脉冲式或连续式等)的控制系统。在后者中有时还包括根据加工要求驱动工作台的自动控制装置。

  3)光学系统的功能是将激光束精确地聚焦到工件的加工部位上。为此,它至少含有激光聚焦装置和观察瞄准装置两个部分。

  4)投影系统用来显示工件背面情况,在比较完善的激光束打孔机中配备。

  5)工作台由人工控制或采用数控装置控制,在三坐标方向移动,方便又准确地调整工件位置。工作台上加工区的台面用玻璃制成,因为不透光的金属台面会给检测带来不便,而且台面会在工件被打穿后遭受破坏。工作台上方的聚焦物镜下设有吸、吹气装置,以保持工作表面和聚焦物镜的清洁。

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