8、激光切割技術(shù)及應(yīng)用

激光切割技術(shù)圖4.3

切割品質(zhì)與焦點位置的關(guān)系圖4.4

割縫寬度與焦點位置的關(guān)系圖4.6

割縫寬度和激光功率的關(guān)系（1kgf/cm2＝98.0665kPa）圖4.7

切割品質(zhì)隨功率與切割速度的變化（1kgf/cm2＝98.0665kPa）

圖4.8

幾種CO2激光束橫截面強(qiáng)度分布圖4.9

高功率固體激光通過光纖后光束橫截面強(qiáng)度分布

圖4.10

3300W全固態(tài)激光束橫截面強(qiáng)度分布

激光器類型封離式慢速軸流橫流快速軸流渦輪風(fēng)機(jī)快速軸流擴(kuò)散冷卻型SLAB出現(xiàn)年代20世紀(jì)

70年代中期20世紀(jì)

80年代早期20世紀(jì)

80年代中期20世紀(jì)

80年代后期20世紀(jì)

90年代早期20世紀(jì)

90年代中期最大功率

／W5001000200005000100004500光束品質(zhì)M2不穩(wěn)定1.51052.51.2光束品質(zhì)Kf

/mm．mrad不穩(wěn)定5351794.5表4.1

常用CO2激光器的光束品質(zhì)

激光器類型燈激發(fā)體半導(dǎo)體激發(fā)片狀固體

DISCLD端面激發(fā)Slab單顆光纖

激光器多顆積體

光纖激光器出現(xiàn)年代20世紀(jì)

80年代20世紀(jì)

80年代末期20世紀(jì)

90年代中期20世紀(jì)

90年代末期21世紀(jì)初21世紀(jì)初功率／W600044004000（樣機(jī)）20070010000光束品質(zhì)M2703571.1470光束品質(zhì)Kf

/mm．mrad25122.50.351.425表4.2工業(yè)用固體激光器的光束品質(zhì)

圖4.11切割不同材料鋼材時的激光焦點位置

4.4.1板金件激光切割圖4.12激光切割的板金件

一、一般金屬板的激光切割

圖4.13

激光切割的合金齒輪圖4.14

激光切割的合金鋸片圖4.15

激光切割的機(jī)箱殼板

圖4.16

德國TRUMPF公司的平面切割機(jī)床

圖4.17

CO2激光加工機(jī)器人

圖4.19

激光切割的實木美術(shù)字

激光切割的透明有機(jī)板不但精度高，而且切口光亮，適合制作儀器面板、襯板，或直接黏置有機(jī)玻璃器皿。圖4.20

激光切割的透明有機(jī)板

圖4.21激光切割的皮件

1.激光割縫篩管的特點(1)防砂性能好、無堵塞（梯形割縫），可提高采油品質(zhì)。(2)極大提高了割縫抗流砂的磨蝕作用。(3)增大了過流面積，提高了產(chǎn)油量。(4)篩管壽命長，減少修井，降低采油成本。(5)割縫篩管激光加工效率高，品質(zhì)優(yōu)良，成本低。圖4.22割縫斷面為矩形的窄縫激光割縫管樣件

梯形割縫，斷面為梯形縫的切割，每條縫是通過采用來回切兩刀的方式，并且光軸不穿過管子的軸線，達(dá)到形成梯形的兩個側(cè)面。圖4.23割縫斷面為梯形的激光割縫管樣件

4.割縫品質(zhì)割縫面粗糙度為Ra＜6.3

m，熱影響硬化層厚度為0.3mm。圖4.24管材專用激光切割系統(tǒng)圖4.25激光切割的平面木模切板

圖4.26激光切割的圓形模切板

圖4.27

模切板的激光切割機(jī)圖4.28三維激光切割機(jī)

微噴水波導(dǎo)激光技術(shù)，可以用于一些其他方式難以加工的材料的完全切割，如形狀記憶合金、鉻鎳鐵合金、硅、砷化鎵、鍺、磷化銦和碳化硅芯片等的切割。圖4.29微噴水波導(dǎo)激光切割芯片原理圖4.30

Synova公司的微噴水波導(dǎo)激光

切割機(jī)圖4.31微噴水波導(dǎo)激光切割100

m厚硅芯片的不同圖形照片圖4.32微噴水波導(dǎo)激光切割180

m厚GaAs/Ge芯片的不同圖形照片圖4.33

很強(qiáng)的初始脈沖會產(chǎn)生一個凹坑并破壞芯片

圖4.34紫外激光切割的高分子聚合物模板

圖4.35

化學(xué)蝕刻模板及其開口電子顯微鏡照片為了防止模板阻塞，保證模板開口寬度與厚度的適當(dāng)縱橫比是重要的，一般要求縱橫比大于1.5，還要保證開口面積比大于0.66，否則錫膏會保留在開孔內(nèi)。因此更高密度的印刷模板必須選用更薄的材料，而采用電化學(xué)技術(shù)方法又難以實現(xiàn)。激光切割模板技術(shù)有著一定的優(yōu)勢，其開口也呈梯形。圖4.36

激光切割模板及其開口電子顯微鏡照片

圖4.37不銹鋼模板切孔背面顯微照片

圖4.38

LPKF激光模板切割機(jī)及不銹鋼模板

圖4.39紫外脈沖激光切割的晶圓模板圖4.40紫外激光切割的630

m厚已燒

結(jié)陶瓷基材圖4.41

355nm的DPSS激光加工的樣品圖4.42

小型手動固體激光加工設(shè)備圖4.43

三維激