小于100μm厚度微米尺度結構的薄金屬箔的用于遮屏、電接觸條、醫(yī)療設備和其他用途。這種結構的生產(chǎn)過程要求引起最小的機械和熱應力的結構,同時提供經(jīng)濟上的可行性。 激光微切削是一種非接觸式,節(jié)約成本的方法,如果激光熱積累和輔助氣體可以控制。為了經(jīng)濟效率,執(zhí)行過程無毛刺或碎片是必要的,能夠節(jié)省后續(xù)處理成本。 飛秒激光加工 上述流程需要在飛秒激光脈沖寬度范圍內。飛秒脈沖加工新品質,源于非熱能的消融效果。在飛秒的時間寬度內,材料融化過程類似于化學鍵的斷裂,但沒有融化。因為熱量穿透深度,周圍的融化區(qū)域幾乎沒有影響,這取決于脈沖持續(xù)時間低于10納秒。由此得到優(yōu)良的加工表面,獲得良好的無毛刺切邊。 關于熱積累,燒蝕閾值影響必須考慮。由于材料特性值,并不是所有的激光脈沖能量都導致融化。光束焦點的周圍區(qū)域和更深的材料層中,熱影響沒有達到閾值,導致剩余熱量輸入。由于閾值影響與脈沖寬度的平方根線性相關,飛秒脈沖熱量輸入遠低于長脈沖或連續(xù)激光。通過調整光束偏差的策略,就算是高脈沖以十萬赫茲的頻率也可以保證區(qū)域內熱量積累處于低水平,促進熱敏感材料的處理。 此外,在飛秒范圍內的非熱能融化只需要低氣壓的輔助氣體,所以氣體流動不會改變細微結構。 切割實驗結果 20至40μm厚度的銅片與鈦片被用來證明切割20到100μm寬、長1至2厘米的縫。測試是用實驗室中的10W的飛秒激光器(德國業(yè)納的JenLas femto 10)加工,加上一個電流計掃描儀。當選定的部件是工業(yè)用料時,結果可以直接轉移到工業(yè)應用結果。在單模和多模下直線切割,找到最佳燒融條件。切割質量取決于邊緣的銳度或熱變形。 飛秒激光的需求 光束質量是決定了良好的焦點和切割高精度。像JenLas femto 10的薄片型激光器的光束質量接近理論極限。薄磁盤良好的制冷和熱控制,成就了高質量光束。薄片型激光器也無需擔心工件的反射。 在切割質量不變的前提下,切割速度可通過脈沖重復率和脈沖能量提升?烧{激光脈沖重復率的10W激光器用于提供程序。例如,50μJ脈沖能量在200khz,能夠確保足夠的能量用分光鏡平行切割
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