Laser dưới nano giây được áp dụng cho vi gia công vật liệu cứng và giòn

Vật liệu cứng và giòn phi kim loại bao gồm nhiều loại đá quý, thủy tinh, tinh thể silicon, tinh thể thạch anh, gốm sứ, vật liệu từ tính đất hiếm, v.v. Hầu hết các vật liệu này là chất không dẫn điện hoặc chất bán dẫn, và chúng thường được đặc trưng bởi độ cứng cao, độ giòn, chống mài mòn, chống ăn mòn, chống oxy hóa và chịu nhiệt độ cao. Vì vật liệu cứng và giòn phi kim loại có nhiều vật liệu kim loại khó so sánh nên các đặc tính tuyệt vời của nó đã dần được mở rộng phạm vi ứng dụng từ ngành xây dựng truyền thống, ngành sản xuất hàng thủ công sang hàng không vũ trụ, máy móc, ô tô, điện tử, công nghiệp hóa chất, v.v. lĩnh vực. Vật liệu cứng và giòn phi kim loại và việc liên tục mở rộng lĩnh vực ứng dụng xử lý hiệu quả thấp, chi phí cao của mâu thuẫn ngày càng nổi bật, dẫn đến các phương pháp xử lý truyền thống hiện tại không thể đáp ứng nhu cầu của nhiều ngành công nghiệp. Mật độ năng lượng laser lên tới 108 ~ 1010W/cm2, tác động trực tiếp lên bề mặt cục bộ của vật liệu cứng và giòn phi kim loại, dẫn đến năng lượng tức thời do vật liệu nóng chảy ở nhiệt độ cao tạo ra hoặc trực tiếp phá hủy liên kết phân tử của vật liệu. So với các phương pháp xử lý truyền thống, hiệu quả từ 8 đến 20 lần, tiết kiệm 20% đến 30% nguyên liệu, có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất, cải thiện độ chính xác xử lý và chất lượng sản phẩm, đồng thời có khả năng rút ngắn chu kỳ sản xuất, chọn lọc gia công và gia công chính xác và các lợi thế khác.

Laser xử lý vật liệu cứng và giòn truyền thống được sử dụng cho laser nano giây, độ rộng xung thường lớn hơn 5ns, khối lượng lớn, yêu cầu môi trường cao, độ ổn định kém và hiệu ứng nhiệt, đối với nhiều vật liệu, hiệu quả xử lý không lý tưởng. Ngoài ra, laser picosecond và femtosecond có hiệu suất tốt hơn trong vi cơ, nhưng chúng đắt và cồng kềnh.

Laser dưới nano giây tần số cao, công suất cao là một loại laser gần như cực nhanh, tiết kiệm chi phí, kết hợp độ chính xác xử lý của laser pico giây và lợi thế về giá của laser nano giây thông thường, có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực độ chính xác gia công vi mô, và được các khách hàng công nghiệp ưa chuộng.

Giới thiệu nguyên tắc
Gia công vi mô các vật liệu cứng và giòn thường bao gồm laser, camera CCD, hệ thống quang chuẩn trực và lấy nét và hình ảnh laser, hệ thống điều khiển điện kế hoặc bệ quay di động đa chiều, mô-đun điều khiển đầu vào/đầu ra, máy tính và phần mềm điều khiển. Sử dụng các đặc tính năng lượng cao của laser, thông qua sự tương tác của các photon và vật liệu để đạt được việc đánh dấu vật liệu, đục lỗ, viết nguệch ngoạc, cắt, khắc bên trong và các quá trình xử lý khác; do hiệu quả cao, độ chính xác cao, không tiếp xúc và các ưu điểm khác, nó được sử dụng rộng rãi trong vi điện tử, vi cơ và vi quang học và các lĩnh vực khác.

Chợ ứng dụng
Các vật liệu cứng và giòn có thể được chia thành: vi gia công vật liệu bán dẫn, vi gia công vật liệu gốm, vi gia công kim cương và đá quý, vi gia công vật liệu trong suốt (kính cường lực, kính sapphire, v.v.), cắt bỏ vật liệu màng mỏng, oxit dẫn điện trong suốt và điện môi cắt bỏ, và như vậy.