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昆山允可:激光微加工在精密电子领域的应用

6月14日,由中国高科技门户OFweek维科网及高科会主办,OFweek激光网承办的“OFweek 2019(第十五届)中国激光技术及工业应用论坛”在深圳前海华侨城JW万豪酒店正式举办。昆山允可精密工业技术有限公司副总经理朱希文出席了本次会议,为大家大家介绍了电子器械激光微加工系统解决方案。

OFweek 2019(第十五届)中国激光技术及工业应用论坛成功举办

昆山允可精密工业技术有限公司副总经理 朱希文

传统加工工艺的优势与不足

据了解,昆山允可电子器械激光微加工系统解决方案主要分为三大部分,一是激光切割机,二是配套的激光打标机,三是配套的激光焊接机。对激光微加工设备的需求,主要还是在于电子器械的结构特点。一方面电子器械有形状多样,材料多样,结构比较复杂,另一方面,它的管壁比较薄,加工精度比较高的要求。

典型案例包括SMT模板、笔记本电脑的外壳壳体、手机后盖、触控笔馆、电子烟管、介质饮料吸管、汽车阀芯、阀芯管、散热管、电子管等产品。目前,传统的加工工艺如车削、铣削、磨削、线切割、冲压、高速钻、化学蚀刻、注塑成型、MIM工艺、3D打印等,各具优势,也各有不足。

如车削,它架构材料的品种非常的广泛,它表面加工质量好,加工成本适中,但是它不适合加工薄壁。铣削、磨削也是如此。线切割的表面真的也非常的好,但是加工效率低。冲压的效率非常高,成本也比较低,加工的形状也比较好,但是它的加工的冲压边缘的毛刺以及它的指示精确度相对是比较低。化学蚀刻的效率很高,但是最关键就是说它的环保问题,是现在各个层次日益突出的一个要求。近几年深圳对环保要求非常严格,所以很多从事化学蚀刻的工厂都往外搬,这就是电子器械架构存在的一些主要问题。

而激光技术在精密薄壁件精细加工领域,则具有与传统机加工工艺互补性强的特点,成为市场需求越来越广阔的新工艺。

据朱总介绍,在精密薄壁件精细加工领域,昆山允可研发的微加工的切管设备与传统机加工工艺互补性强,在激光切割方面,可加工金属与非金属材料的任意复杂开口形状,打样方便,打样成本低。精细加工精度高(±0.01mm),切割缝宽小,加工效率高,挂渣少。加工良率高,一般不低于98%;在激光焊接方面,目前大部分还处在金属里面的互相连接,有一部分是非金属材料的焊接,比如医疗管件和管件的密封焊接,汽车的透明注塑件焊接;激光打标可在金属与非金属材料工件表面镭雕任何图形(流水号、二维码、logo标识等)。而激光切割不足的地方在于它的成本还是比机械加工高。

目前在激光微加工设备在电子器械加工的应用,主要有以下相关应用。激光切割方面,包括SMT不锈钢模板、铜、铝、钼、镍钛、钨、镁、钛片、镁合金、不锈钢、碳纤维ABCD件、陶瓷、FPC电子电路板、触控笔不锈钢管件、铝音响、净化器等智能家电等;激光切割、挖盲槽以及焊接方面,包括不锈钢、复合材料电池盖等;激光切割、焊接、打标方面,包括铝、不锈钢、陶瓷、塑料、手机零件、电子陶瓷等。

激光切割工艺原理及影响因素

激光在中国从开始应用到现在大概近30年,用了各种各样不同的激光设备。激光切割的工艺原理是激光切割过程是激光从激光器中打出,经过光路传输系统并通过激光切割头最终聚焦在原材料的表面,同时将一定压力的辅助气体(如氧气、压缩空气、氮气、氩气等)吹在激光与材质作用区域,用于去除切口的碎渣并冷却激光作用区。

切割质量主要是看切割尺寸精度的高低和切割表面质量的好坏,切割表面质量包括:切口宽度、切口表面粗糙度、热影响区的宽度、切口断面的波纹以及切口断面或下表面挂渣情况。

影响切割质量的因素很多,主要因素可以分为三类:一是被加工工件特性;二是机器本身的性能(机械系统精度、工作台的振动等)和光学系统的影响(波长、输出功率、频率、脉宽、电流、光束模式、光束形状、直径、发散角、焦距、焦点位置、焦深、光斑直径等);三是加工工艺参数(材料的进给速度、精度,辅助气体参数,喷嘴的形状和孔尺寸,激光切割路径的设置等)。

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