RF-CO₂-laserien käyttö ei-{0}}metallisten ohutkalvojen leikkaamiseen ja muotoiluun

Kalvotekniikan viimeaikaisen edistyksen myötä ei--metalliset ohutkalvot (paksuus tyypillisesti 0,1–2 mm) on otettu laajalti käyttöön 3C-elektroniikassa, sotilasluokan komponenteissa ja autoteollisuudessa. Nämä monipuoliset kalvot palvelevat kriittisiä toimintoja, kuten sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) suojausta, vedenpitävää tiivistystä, lämmönpoistoa, eristystä ja pinnan suojaamista/koristelua.

Monimutkaisten muotojen ja vaaditun suuren tarkkuuden vuoksi perinteiset mekaaniset leikkaustyökalut ja leimausmuotit kohtaavat usein merkittäviä rajoituksia. Tämän seurauksena RF-CO₂-laserleikkaus ja -muovaus on noussut suositeltavaksi kosketuksettomaksi käsittelyratkaisuksi.

CO₂-laserit toimivat 10,6 µm:n lähtöaallonpituudella, joka on spektrialue, jolla useimmat ei--metalliset materiaalit osoittavat korkean optisen absorptionopeuden.

YL-sarjan RF CO₂-laserlähde

Miten se toimii:

Lasersäde laajenee ja fokusoidaan kalvon pinnalle. Voimakas lämpöenergia höyrystää välittömästi materiaalin polttopisteessä, jolloin saadaan tarkat ja purseet{1}}leikkaukset erilaisissa mukautetuissa geometriaprofiileissa.

Tällä hetkellä filmien käsittelyssä käytetään kahta ensisijaista CO₂-laserjärjestelmää:

1. Galvanometri (Galvo) -skannausjärjestelmät: Ihanteellinen nopeaan-nopeaan-tarkkuuteen mikro-koneistukseen.
2. Flying Optics CNC-leikkausjärjestelmät: Soveltuu suurempaan-muotoon ja suoriin ääriviivaleikkauksiin.

Näiden joukossa RF-herätetty diffuusio-jäähdytetyistä laatta-aaltoputki-CO₂-lasereista on tullut alan standardi ylivoimaisen säteen laadun, suuren huipputehon, pienen jalanjäljen ja huoltovapaan-pituuden ansiosta.

Perinteisen meistin-leikkauksen korvaaminen RF CO₂-laserleikkauksella tarjoaa useita erillisiä toiminnallisia etuja:

• Työkaluton ja digitaalinen työnkulku:Tietokone{0}}tuotettujen mallien ansiosta fyysisiä muotteja ei tarvita, mikä vähentää dramaattisesti työkalukustannuksia ja lyhentää markkinoilletuloaikaa--. Se hoitaa saumattomasti sekä nopean prototyyppien valmistuksen että täyden -mittakaavan tuotannon.
• Helppokäyttöisyys (WYSIWYG):"What You See Is What You Get" -ohjelmistointegraatio vähentää operaattoreiden ammattitaitovaatimuksia ja alentaa työvoimakustannuksia.
• Kustannus-tehokas ja ylläpito-ilmainen:Suljetut RF-laserlähteet eivät vaadi kuluvia kaasuja, mikä varmistaa pitkäaikaisen-vakaan toiminnan vähäisellä huollolla.

Laadukas käsittely-jolle on ominaista puhtaat reunat, nolla saha-hammasjäljet, minimaaliset lämpö-vyöhykkeet (HAZ), pienet uurteet ja kuonattomat-viimeistelyt-riippuu useiden kriittisten parametrien optimoinnista:

Aallonpituuden valinta
Kaupalliset RF-CO2-laserit emittoivat tyypillisesti neljällä ensisijaisella aallonpituudella: 10,6 µm, 9,3 µm, 10,2 µm ja 9,6 µm. Koska orgaaniset polymeerit (esim. PET, PI, PP) ovat erittäin herkkiä aallonpituudelle, optimaalisen aallonpituuden valinta vaikuttaa suoraan energian imeytymiseen ja leikkauslaatuun.(Huomaa: Laadukkaat RF CO₂ -laserit tarjoavat huoltovapaan{0}} yli 20 000 tunnin käyttöiän, jota voidaan pidentää yli 100 000 tuntiin yksinkertaisella kaasutäyttöllä ja rutiinihuollolla.)

Lasertehon optimointi
RF-CO₂-laserit vaihtelevat muutamasta watista kilowatteihin. Optisen vakauden ja säteen yhtenäisyyden ylläpitämiseksi työtehoa käytetään tyypillisestieiyli 80 % laserin suurimmasta nimellistehosta.

Tarkennusoptiikka ja polttoväli
Polttoväli määrittää suoraan pisteen koon:

• Lentävät optiikkajärjestelmät:Käytä yleensä objektiiveja, joiden polttoväli on 1,0" - 2,5". Meniskilinssit ovat yleensä parempia kuin tasoma{3}}kuperat linssit, koska ne tuottavat pienempiä tarkennettuja pistekokoja.
• Galvon skannausjärjestelmät:Käytä F-Theta-kenttälinssejä, joiden polttovälit ovat 80–160 mm. Ultra-hienoa mikro-kuviointia varten suositellaan telesentrisiä skannauslinssejä, jotta varmistetaan kohtisuora säteen tulo kentällä.

Käsittelynopeus ja pulssitaajuus

Leikkausnopeus sanelee lämpöenergian syötön ja HAZ-koon:

• Lentävän optiikan nopeus:Tyypillisesti > 100 mm/s.
• Galvo-skannausnopeus:Tyypillisesti > 500 mm/s.

Huomautus:Ultra-korkeilla käsittelynopeuksilla (useita metrejä sekunnissa) laserin pulssimodulaatiotaajuuden sovittaminen skannausnopeuteen on ratkaisevan tärkeää sahalaitaisten reunavaikutusten välttämiseksi.

Polttopisteen säätö

Ohuen kalvon paksuudesta huolimatta optimaalinen polttopisteen sijoitus (yläpinta, keskipinta, pohjapinta tai positiivinen/negatiivinen epätarkennus) vaikuttaa dramaattisesti leikkausnopeuteen ja reunojen terävyyteen.

Säteen laatu (M2) ja tila

Tarkkuuskalvon-käsittelyssä yksi-moodi (TEM00) -säde on edullinen, kun säteen laatukerroin on pieni (M2 < 1,5). Pienempi M2-arvo tuottaa tiukemman polttopisteen, suuremman tehotiheyden ja kapeamman uurreleveyden.

Apukaasun valinta

Apukaasulla (ilma, N₂, O2) on useita avainrooleja:

1. Poistaa palosavun ja roskat leikkuualueelta.
2. Suojaa tarkennusoptiikkaa lialta.
3. Estää hiiltymisen/palamisen tai auttaa energian kytkeytymistä materiaalivaatimusten mukaan.