激光打微孔技术介绍
激光在材料上钻出小孔的道理很简单(皮衣面料雕花打孔机),做法也不复杂。激光有很好的相干性,用光学系统可以把它聚焦成直径很微小的光点(小于1微米),这相当于用来钻孔的“微型钻头”。其次,激光的亮度很高,在聚焦的焦点上 的激光能量密度(平均每平方厘米面积上的能量)会很高,普通一台激光器输出的激光,产生的能量就可以高达109焦耳/厘米2,足可以让材料发生熔化并汽 化,在材料上留下一个小孔,和用钻头钻出来的一个样。
怎样用好激光“钻头”,激光科学工作者也做了许多研究工作。他们发现,用每秒发射许多个光脉冲(通常叫高重复率激光脉冲)做“钻头”,打出来的小孔质 量比用单个光脉冲,或每秒时间内少数几个光脉冲打出来的孔好。道理大概是这样:在用每秒一个光脉冲或少数几个脉冲打孔时,对每个光脉冲的激光能量要求比较 高,让材料能被加热至熔化才能打出孔。但是,融熔了的材料没有办法充分汽化,却把在它附近的材料加热和使它们汽化,结果,被打出来的小孔在形状大小上就不 那么规整。如果使用的是高重复率激光器输出的光脉冲,这时每个光脉冲平均的能量并不很高,但由于光脉冲的宽度窄,功率水平却不低。于是每个激光脉冲在材料 上形成的融熔体不多,主要是发生汽化。由于使小孔附近的材料加热时融熔体很少,因而也就不出现在用单脉冲打孔时出现的事。打出的小孔形状和大小就规整得多 了。
要使打出的小孔质量高,还需要注意激光焦点位置的选择。选择焦点位置的原则大致是这样:对于比较厚的材料,激光束焦点位置应位于工件的内部,如果材料 比较薄,激光束焦点需放在工件表面的上方。这样的安排会让打出来的小孔上下大小基本上一致,不出现“桶状”的小孔。