激光和水的結合-水刀激光切割技術

  水刀引導式激光器是激光器技術和水流技術的混合技術。在這個獨y無二的激光切割工藝中，一個纖幼線狀水刀被用作光波導，以使高功率激光射在工件上。與傳統(tǒng)激光切割工藝相比，這種方法的主要優(yōu)勢在于：（1）平行的側壁；（2）工件的低熱量輸入，歸功于工件在激光脈沖之間的冷卻恰好發(fā)生在它之前被加熱的位置；（3）熔融金屬及時排出，歸功于水刀的高動量。相比與鋸切，這種技術切割金屬可以達到無毛刺效果，施加在工件上的機械壓力也小得多。  

水刀引導激光切割系統(tǒng)的圖示見圖1，其中使用的水刀是5至50兆帕的純去離子水和過濾水。噴嘴是由藍寶石或鉆石制成，以確保能夠產生長而穩(wěn)定的水刀。激光束，通過光纖由激光器傳出，被校準，經過擴束器，然后集中穿過一個石英窗口，進入噴嘴。耦合單元和平常的光纖耦合單元類似，只除了噴嘴里的光亮度分布是平頂的，而且沒有高斯分布。當激光進入水刀中，光在空氣和水的接口處發(fā)生完全內反。  

在切割過程中，工件被固定在一個CNC工作臺上，在水刀引導的激光束下朝著一個方向移動。光頭沿著與之垂直的方向移動，只有在為了適應不同水壓下的不同噴嘴尺寸的各種工作距離時，才有必要變動工作臺和工件之間的距離。在切割過程中不會變動。  

五年多以來，這一工具已經在很多加工方面得到應用。在這期間，與傳統(tǒng)激光切割技術相比，LMJ水刀引導激光器在工業(yè)應用方面顯示出各種各樣的優(yōu)勢。  

通常，LMJ技術使用固體Nd:YAG紅外激光器（1064nm,50-200W）。紅外水刀引導激光器應用在硅、陶瓷和硬金屬、立方氮化硼、錳鋅系磁芯以及金屬薄膜上有很高的效率。使用這一類型的激光器可獲得優(yōu)于磨鋸方法8倍的切割速度。LMJ系統(tǒng)在諸如GaAs、GaN以及銅這樣的脆而難以機械加工的材料上具有很高的效率。

   這些材料對于去離子水的接觸不敏感。所有的半導體產品都是通過平版印刷以及濕蝕刻加工生產的，并且經常和去離子水以及含水的方法接觸。所以在這些材料的切割過程中，水的參與是完全可以的。  

   因為綠光（532nm）的吸收系數比紅外光稍少，我們做了一個試驗，用200W的綠光激光器，看看在獲得和紅外激光器相同的切割質量的情況下是否能夠得到更快的速度。結果是正面的，200W的綠光激光器完全可以輕易得到更高的速度，特別在半導體工業(yè)，水刀激光器技術的優(yōu)勢能夠轉化為無碎片、無毛刺以及無破損角，甚至像75微米的芯片那么薄也沒問題。  

   迄今為止，這項技術僅僅使用了紅外和綠光激光器。從而材料適用的范圍限制在對這些波長有充足吸收率的材料中。所以，切割透明材料（玻璃、鉆石、藍寶石、透明聚合物）是很難的，甚至是不可能的。紫外光在透明材料中有更好的吸收率，所以一個適用紫外激光的設想在微噴射技術領域被提出。  

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塑料產品采用激光打標機進行標記效果更理想

     隨著現在科技的飛速發(fā)展，以及激光技術的不斷成熟，激光技術的應用范圍正在逐漸擴大，逐漸開始滲透到現在加工的眾多領域，優(yōu)異的性能正在逐漸引領現在的加工制造。目前激光加工的工藝就有激光焊接、激光打標、激光切割、表面改性、激光雕刻、激光鉆孔和微加工等眾多應用，與傳統(tǒng)的加工方式相比激光加工，激光加工具有材料浪費少、在規(guī)?；a中成本效應明顯、對加工對象具有很強的適應性等優(yōu)勢。

      激光標記-激光打標機作為激光應用的重要領域，在我們現在生活中的眾多方面都有應用，特別是現在的塑料領域，由于現在的塑料產品已經滲透到我們現在吃穿用行的方方面面，是我們現在生活不可或缺的重要組成部分，所以產品的質量好壞就直接關乎我們的身體健康，在以往的塑料產品的標記過程中，我們大都采用油墨噴碼等方式進行加工，所以很容易造成塑料產品有害物質的產生，而影響人們的身體健康。同時利用傳統(tǒng)加工手段標記塑料產品，很容易造成標記信息脫落磨損，導致標記效果的不理想，從而影響產品在實際過程中的使用和美觀度。

塑料激光標記.jpg

      由于激光標記與傳統(tǒng)標記不同，激光標記是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學反應，從而留下y久性標記的一種打標方法。可以在塑料表面打出各種文字、符號、和圖案，即便是非常細小塑料產品，利用激光加工都可以很方便的進行，完全可以滿足了現在塑料產品的精細化加工需要，對于不同類型不同尺寸的塑料產品激光標記都可以很方便的進行。整個加工過程不需要接觸加工物品表面，不需要添加任何物質，所以既沒有有害物質的產生，也不會造成標記表面的模糊或是標記表面的破損。同時激光加工的軟件控制系統(tǒng)，不僅可以對每次加工進行精準控制，而且方便簡單的操作界面，也極大的提高了生產效率。在現在塑料產品的標記過程中，激光標記的應用優(yōu)勢還遠遠沒有發(fā)揮出來，除了以上提到的激光加工的優(yōu)勢之外，激光加工與塑料產品的碰撞，還有眾多其它方面的應用優(yōu)勢。雖然現在的激光打標機價格不像傳統(tǒng)的設備那樣廉價，但是激光設備的耐用、高清晰、高品質、應用廣、效果持久的這些特點，正在逐漸推動現在塑料產品加工邁向新的臺階，為現在的塑料產品的標記加工提供新方向。

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激光打標機推動LED球泡燈市場的發(fā)展

      隨著現在科技的進步，致使現在的全球燈飾行業(yè)都發(fā)展迅速，逐漸現在的個性化以及節(jié)能化方向發(fā)展。而目前LED球泡燈的節(jié)能效果已經達到非常高的程度，在同等光效的情況下，能耗已經降到了白熾燈的1/8和電子節(jié)能燈的1/2，所以現在LED球泡燈的市場需求逐漸擴大，正在逐漸取代原來傳統(tǒng)的照明產品。

      為了能夠更加迎合消費者的喜愛，現在越來越多的企業(yè)開始在設計以及產品的加工上面進行處理，力求通過個性化的設計以及獨特的加工方式，讓消費者青睞。特別是對于LED球泡燈的標記，由于現在的LED球泡燈在結構上要比傳統(tǒng)的白熾燈復雜，所以傳統(tǒng)的加工方式就難以能夠有效的滿足加工需要。而現在的激光標記則不同，激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學反應，從而留下y久性標記的一種打標方法。整個加工過程采用計算機進行控制，不需要人工干預，而且現在的LED球泡燈激光打標機，還采用了多工位、自動旋轉的設計，所以完全能夠有效的適應現在LED球泡燈的加工需要。同時它體積小，具有無漏光、抗高反等特點，即使是在鋁、銅、銀等高反材料上加工也不會出現陰影和虛斷等情況。目前這種激光打標機還可以實現自動化生產，實現對2個燈頭的同時打標，工作效率是原來傳統(tǒng)加工方式的幾倍，這對于現在的LED球泡燈行業(yè)來說有著重要的作用。

      傳統(tǒng)白熾燈（鎢絲燈）耗能高、壽命短，在全球資源緊張的大環(huán)境下下，已漸漸被各國政府禁止生產，隨之替代產品是電子節(jié)能燈，電子節(jié)能燈雖然提高了節(jié)能效果，但由于使用了諸多污染環(huán)境的重金屬元素，又有悖于環(huán)境保護的大趨勢。因此使得LED球泡燈行業(yè)成為趨勢之選，所以LED球泡燈激光打標機的出現，勢必將進一步提升LED球泡燈的產能與質量，讓現在LED球泡燈行業(yè)發(fā)展更為迅速。

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