Những ưu điểm chính của khoan laser là gì?

Khoan laser là phương pháp độc đáo để khoan lỗ vào các vật liệu khác nhau bằng ánh sáng laser. Quá trình khoan laser có nhiều lợi ích so với khoan cơ học, khiến nó trở thành một trong những giải pháp tốt nhất trong quy trình sản xuất. 

Đọc tiếp để tìm hiểu những ưu điểm chính của công nghệ khoan laser và các kiểu máy khoan laser khác nhau. 

Mục lục
Máy khoan laser là gì?
Các chế độ khoan laser
Ưu điểm chính của khoan laser là gì?
Kết luận

Máy khoan laser là gì?

Máy khoan laser là một cách nhanh chóng và chính xác để tạo ra nhiều loại lỗ có hình dạng khác nhau. Máy khoan vật liệu từ loại dễ vỡ nhất đến loại cứng nhất. Khoan laser là một quy trình tận dụng năng lượng nhiệt từ ánh sáng laser để cắt lỗ hoặc các hình dạng khác vào vật liệu. Ngược lại, các quy trình khoan khác sử dụng mũi khoan vật lý quay để lấy vật liệu ra khỏi phôi. 

Một phôi được chiếu sáng bằng ánh sáng laser để làm tan chảy vật liệu và làm bay hơi nó vào môi trường xung quanh. Kết quả là, khoan laser không tạo ra các thành phần giống như phoi so với các quy trình khoan khác. 

Thông thường, khoan laser không liên quan đến chùm tia liên tục để cắt lỗ vào phôi mà là các xung ánh sáng laser. Mỗi xung sẽ đốt cháy và làm bay hơi vật liệu không mong muốn ra khỏi phôi để đạt được kết quả mong muốn trên sản phẩm cuối cùng. Máy laser khoan bất kỳ loại vật liệu nào với độ chính xác cực cao. 

Các chế độ khoan laser

1. Khoan trực tiếp 

Khoan trực tiếp tạo ra một lỗ trong một xung laser (một lần bắn). Đây là một kỹ thuật nhanh nhưng có độ sâu lỗ có thể đạt được hạn chế và tạo ra độ côn lỗ đáng kể.

2. Khoan đập

Khoan đập bắn ra một chuỗi xung tại một vị trí cố định trên phôi. Các xung chảy liên tiếp trong khi loại bỏ các lớp vật liệu nhỏ để làm sâu lỗ. Do đó, quy trình khoan này phù hợp với các lỗ có đường kính nhỏ chất lượng cao với tỷ lệ khía cạnh cao.  

3. Khoan xương 

Trepanning có một lỗ ban đầu được khoan nhanh để đâm thủng vật liệu. Sau đó, chùm tia laser được di chuyển xung quanh chu vi để đạt được lỗ mong muốn. Quá trình này thực sự cắt lỗ thay vì khoan lỗ. Kết quả là các lỗ chất lượng cao với đường kính lớn. Tuy nhiên, quá trình trepanning chậm hơn so với cả khoan đập và khoan trực tiếp. 

Ưu điểm chính của khoan laser là gì?

1. Tốc độ vượt trội

Tốc độ cao nhất trong bất kỳ quá trình tạo lỗ nào đã được ghi nhận bởi máy khoan laser. Phải mất khoảng 1 giây để khoan một lỗ trong nhiều ứng dụng. Proton không có khối lượng; do đó không có quán tính nào thắng được lực định vị ngoài lực của hệ thống quang học. Tốc độ nhanh cũng được ghi nhận bởi các chùm tia chất lượng cao với khả năng hội tụ tuyệt vời. Các chùm tia có mật độ năng lượng cao với các xung công suất cực đại. Do đó, tia laser có khả năng xuyên thủng và khoan kim loại nhanh hơn. 

2. Độ chính xác cao

Khoan laser đạt được độ chính xác cao do tính tự động hóa của nó. Nhìn chung, chiều rộng chùm tia laser điển hình là khoảng một phần năm milimét. Chùm tia có thể tập trung khoảng 1000 đến 2000 watt năng lượng và khoan hiệu quả qua bất kỳ loại phôi nào. Nó có hiệu quả xuyên sâu khoảng 20 milimét với độ chính xác ước tính Của 95.96%. 

Tia laser có thể dễ dàng tiếp cận các góc thấp tới 15 độ mà không cần thay đổi quy trình. Hơn nữa, chúng không yêu cầu bất kỳ điều chỉnh cơ học nào để chuyển đổi giữa các kích thước lỗ khác nhau và các lỗ có hình dạng không đều. Thông qua sự hấp thụ, khoan laser kiểm soát độ sâu trong các lỗ mù. Trong trường hợp này, người mua có thể chọn bước sóng mong muốn có độ hấp thụ thấp trong vật liệu hạ cánh và độ hấp thụ cao trong vật liệu khoan mục tiêu. Ngoài ra, việc định hình không gian và thời gian chính xác của phát xạ laser có thể đạt được độ chính xác kiểm soát độ sâu trong vài micron trong các vật liệu đồng nhất. 

3. Giảm chi phí 

Mặc dù chi phí ban đầu cao, nhưng không có mũi khoan bị mòn hoặc hỏng khi nói đến khoan laser. Ngoài ra, có ít hoặc không có vật tư tiêu hao trong laser. Do đó, chi phí linh kiện được loại bỏ và tiết kiệm thời gian vì không cần thay thế vật tư tiêu hao. Khoan laser tạo ra lợi tức đầu tư cao nhất so với các quy trình khoan khác. 

4. Tính đa năng

Khoan laser có tỷ lệ khía cạnh cao—tức là tỷ lệ chiều sâu trên chiều rộng. Các chùm tia không gặp bất kỳ lực cản ma sát nào. Do đó, độ sâu của mũi khoan chỉ có thể bị giới hạn bởi cấu hình quang học và động lực học của vật liệu được sử dụng. Ví dụ, người mua có thể dễ dàng khoan lỗ với tỷ lệ khía cạnh 30:1 trên một số vật liệu. Đáng chú ý, laser có thể tạo ra các lỗ nhỏ hơn 10 lần so với các lỗ được tạo ra bởi mũi khoan thông thường.

5. Giảm thiểu hiệu ứng nhiệt

Laser liên quan đến quá trình khoan bằng quá trình quang phân. Đây là phản ứng hóa học trong đó hợp chất bị phân hủy bởi proton thay vì cắt hoặc làm tan chảy thông qua ma sát. Về mặt thực tế, quá trình này không có lớp đúc lại. Ngoài ra, kỹ thuật không tiếp xúc cho phép khoan laser giảm tác động của nhiệt sinh ra trên phôi. Hoàn toàn không có tiếp xúc vật lý giữa các bộ phận chuyển động và phôi. Điều này ngăn ngừa mọi khả năng nhiễm bẩn phôi và mài mòn thành phần khoan. 

6. Khả năng áp dụng

Khả năng loại bỏ vật liệu khỏi phôi của tia laser chủ yếu phụ thuộc vào khả năng hấp thụ vật liệu mục tiêu. Điều này đơn giản có nghĩa là có được bước sóng chính xác. Phổ vật liệu rộng được khoan bằng tia laser trải dài từ cao su, gỗ và gốm sứ như kim cương đến kim loại có độ cứng cao.

Kết luận

Khoan laser là một trong những quy trình khoan mới nhất. Nó liên quan đến chi phí ban đầu tương đối cao so với các quy trình khoan khác. Do đó, nó không được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Khoan laser thường chỉ giới hạn ở động cơ hàng không vũ trụ, khối ô tô và bo mạch in (PCB). Tuy nhiên, người mua có lợi thế tạo ra các lỗ nhỏ với độ chính xác cao nhất và tỷ lệ khung hình cao. Laser đáng để đầu tư vì chúng mang lại hiệu quả và hiệu suất cao trong quá trình khoan. Để có được thiết bị khoan laser chất lượng và giá cả phải chăng, hãy truy cập AliExpress.