Ränikarbiidi (SiC) kasutatakse laialdaselt jõupooljuhtides, ränikarbiidiplaatides, täiustatud keraamikas, autoelektroonikas ja kõrgel{0}}temperatuurilistes konstruktsioonikomponentides. Selle kõrge kõvadus, rabedus, soojusjuhtivus ja keemiline stabiilsus muudavad tavapärase töötlemise keeruliseks.
Lasertöötlus pakub kontaktivaba meetodit ränikarbiidi lõikamiseks, kriipsutamiseks, soonimiseks ja puurimiseks. Ränikarbiidi laserlõikusmasina valimine ei tähenda aga ainult suurima laseri võimsuse valimist. Õige lahendus sõltub materjali paksusest, nõutavast serva kvaliteedist, töötlemise täpsusest, tootlikkusest ja üldistest tootmisnõuetest.
Siin on peamised tegurid, mida SiC laserlõikusmasina valimisel arvestada.
1. Alustage SiC materjalist ja rakendusest
Erinevad SiC tooted nõuavad erinevaid laserkonfiguratsioone.
Tüüpilised rakendused hõlmavad järgmist:
SiC vahvlid ja õhukesed lehed:Madal lõhe, vähesed termilised kahjustused, kitsas lõhe ja kõrge positsioneerimistäpsus
SiC keraamilised aluspinnad:Tasakaal lõikekvaliteedi ja töötlemise tõhususe vahel
Paks SiC keraamika ja konstruktsiooniosad:Kõrge materjali eemaldamise võime ja töötlemise efektiivsus
Mikroaugud ja sooned:Väike koha suurus, täpne positsioneerimine ja täpne protsessi juhtimine
Enne hinnapakkumise küsimist määrake:
Materjali tüüp → Paksus → Töödeldava detaili suurus → Töötlemisviis → Kvaliteedinõuded → Tootmismaht
See teave on olulisem kui lihtsalt laseri võimsuse võrdlemine.
2. Milline laseri lainepikkus sobib SiC jaoks kõige paremini?
Laseri lainepikkusel on oluline mõju SiC töötlemisele.
Kuna ränikarbid on laia{0}}ribavahemikuga materjal, sõltub selle koostoime erinevate lainepikkustega sellistest teguritest nagu materjali tüüp, kristallstruktuur, pinna seisund ja töötlemisparameetrid. Seetõttu pole ühtegi lainepikkust, mis oleks ideaalne iga ränikarbiidi rakenduse jaoks.
355nm UV-laser
355 nm UV-lasereid peetakse laialdaselt täppis SiC töötlemiseks nende lühema lainepikkuse ja väiksema saavutatava fookuspunkti tõttu.
Need sobivad eriti hästi:
Õhukesed SiC vahvlid ja keraamilised lehed
Peened kontuurid ja mikrostruktuurid
Rakendused, mis nõuavad kitsaid lõike
Kõrge{0}}täpne lõikamine
Õhukeste ja täpsete SiC komponentide jaoks on 355 nm UV-laserlõikusmasin suurepärane võimalus hindamiseks.
532nm roheline laser
Rohelisi lasereid saab kasutada ka teatud täppis-SiC rakenduste jaoks. Nende sobivust tuleks hinnata vastavalt materjali paksusele, nõutavale serva kvaliteedile ja tegelikele töötlemistulemustele.
1064–1080 nm kiud / QCW laser
Suure võimsusega-kiud- ja QCW lasereid võib kaaluda paksema ränidioksiidi keraamika ja konstruktsioonikomponentide puhul, kus materjali eemaldamise kiirus ja töötlemise tõhusus on olulised.
Seetõttu ei tohiks 1064–1080 nm lasereid lihtsalt klassifitseerida ränidioksiidi jaoks "sobimatuteks". Sobiv laser sõltub rakendusest.
Üldise juhisena:
Õhukeste ja täpsete SiC komponentide puhul hinnake esmalt 355 nm UV-lahuseid. Paksema ränidioksiidi keraamika ja konstruktsiooniosade jaoks võivad sobivamad olla suure-võimsusega QCW- või kiudlaserlahendused.
3. Nanosekundiline või pikosekundiline laser?
Impulsi kestus on veel üks oluline tegur SiC lasertöötluses.
Nanosekundiline laser
Nanosekundilised laserid pakuvad praktilist tasakaalu töötlemisvõime, seadmete maksumuse ja tööstusliku kasutatavuse vahel.
355 nm UV-nanosekundiline laser võib sobida paljude õhukeste SiC ja täppiskeraamiliste rakenduste jaoks, kui laseri võimsus, impulsi energia, kordussagedus, skaneerimiskiirus ja töötlemisstrateegia on õigesti optimeeritud.
Pikosekundiline / femtosekundiline laser
Ülikiired laserid võivad veelgi vähendada termilisi efekte ja pakkuda eeliseid, kui on vaja väga väikest termilist kahjustust, minimaalset killustumist või peeneid mikrostruktuure.
Kuid nendega kaasnevad ka suuremad varustuskulud.
Parem lähenemisviis on kõigepealt määratleda vajalik kvaliteet ja seejärel valida sobiv impulsi kestus.
4. Liikumissüsteem on sama oluline kui laser
Laser määrab, kuidas energia suhtleb SiC-ga, samas kui liikumissüsteem määrab, kui täpselt ja järjepidevalt töötlemisrada täidetakse.
Masina hindamisel kontrollige:
Positsioneerimine ja korratavus
Ärge keskenduge ainult reklaamitud korduva positsioneerimise täpsusele.
Samuti kaaluge:
Tegelik töötlemise täpsus
Positsioneerimise täpsus
Korratavus
Sirgus
Pikaajaline{0}}tööstabiilsus
Vahvli- ja täppiskeraamiliste rakenduste puhul on tegelik töötlustäpsus olulisem kui üks spetsifikatsioon andmelehel.
Lineaarmootor ja suletud{0}}ahela tagasiside
Täppis{0}}lasermasinad võivad suletud ahelaga positsioneerimiseks kasutada lineaarmootoreid koos suure-eraldusvõimega lineaarskaaladega.
See konfiguratsioon võib pakkuda kiiret reageerimist ja täpset liikumisjuhtimist, eriti täppislõikusrakenduste puhul.
5. Nägemise positsioneerimine ja dünaamiline teravustamine
SiC vahvlite ja täppiskeraamiliste komponentide puhul tuleks arvesse võtta ka nägemis- ja teravustamissüsteeme.
CCD nägemise positsioneerimine
Nägemissüsteem suudab tuvastada:
Vahvli servad
Joondusmärgid
Tänavate lõikamine
Töödeldava detaili kontuurid
Positsioonide töötlemine
Täpne nägemise positsioneerimine on eriti oluline, kui laseri tee peab vastama vahvli või substraadi olemasolevatele omadustele.
Dünaamiline teravustamine
Kui tooriku pind ei ole täiesti tasane või materjal on suhteliselt paks, võib fikseeritud fookus töötlemise ajal optimaalsest asendist eemalduda.
Dünaamiline teravustamissüsteem suudab kompenseerida tooriku kõrguse muutusi ja säilitada ühtlasema fookusasendi.
Oluline on eristada kahte funktsiooni:
Dünaamiline teravustamine juhib fookusasendit, protsesside andmebaas aga erinevate materjalide, paksuste ja töötlemisteede laserparameetreid.
6. Protsessi tundmine-Kuidas on tähtsam kui laserenergia üksi
Kaks sarnast laserallikat kasutavat masinat võivad anda väga erinevaid ränikarbiidi lõikamistulemusi.
Üks oluline põhjus on protsesside arendamine.
SiC laserlõikusmasinat valides küsige, kas tarnijal on kogemusi erinevate parameetrite optimeerimisel:
SiC paksused
Kristallide tüübid
Geomeetriate lõikamine
Laseri jõud
Skaneerimise kiirused
Töötlemisstrateegiad
Võimekas tarnija peaks suutma testida teie tegelikku materjali ja välja töötada sobiva protsessi, selle asemel et pakkuda ainult standardset parameetrikomplekti.
7. Valige masin vastavalt oma rakendusele
| Rakendus | Põhinõuded | Soovitatav suund |
| SiC vahvlite lõikamine / kuubikuteks lõikamine | Madal lõhe, kitsas lõhe, positsioneerimistäpsus | 355nm UV + täppisnägemine |
| Õhukesed SiC keraamilised lehed | Serva kvaliteet, madalad termilised kahjustused | UV-nanosekundiline ehk ülikiire laser |
| SiC keraamilised aluspinnad | Kvaliteedi ja tõhususe tasakaal | UV või QCW olenevalt paksusest |
| Paks SiC keraamika / konstruktsiooniosad | Materjali eemaldamine ja tõhusus | Suure-võimsusega QCW / kiudlaser |
| Mikroaugud/sooned | Väike koht, täpne positsioneerimine | UV või ülikiire laser |
| Teadus- ja arendustegevus/väike{0}}partiitootmine | Paindlikkus ja parameetrite juhtimine | Reguleeritav võimsus + mitu protsessirežiimi |
Pole olemas ühte SiC laserlõikemasinat, mis oleks optimaalne iga paksuse ja rakenduse jaoks.
8. Enne ostmist testige alati oma tegelikku SiC materjali
Proovide testimine peaks olema seadmete valikuprotsessi üks olulisemaid etappe.
Ärge hinnake masinat ainult:
Laseri võimsus
Maksimaalne lõikepaksus
Maksimaalne lõikekiirus
Korrake positsioneerimise täpsust
Selle asemel testige oma tegelikku materjali ja mõõtke:
Lõikamise kvaliteet
Kiibistamine
Praod
Kuum{0}}mõjutatud tsoon
Kerfi laius
Lõikepinna kvaliteet
Pinna karedus
Töötlemise efektiivsus
Töötlemisaeg osa kohta
Lõikekiirus
Skaneeringute arv
Pidev töötlemise stabiilsus
Mõõtmete täpsus
Lõplikud kontuuri mõõtmed
Ava läbimõõt
Positsiooni täpsus
Pikaajaline-mõõtmete järjepidevus
Tootmisrakenduste puhul on soovitatav teha pidevaid töötlemiskatseid, mitte hinnata ainult ühte proovi
9. WHYC Laser SiC Lasertöötluslahendused
WHYC Laser pakub lasertöötlussüsteeme täiustatud keraamika ja muude kõvade, rabedate materjalide jaoks.
Õhukeste ja täpsete SiC komponentide puhul saab hinnata 355 nm UV-nanosekundite lasersüsteeme ülitäpse lõikamise ja mikrotöötluse jaoks.
Paksema ränidioksiidi keraamika ja konstruktsioonikomponentide puhul võib kaaluda suure{0}}võimsusega QCW kiudlasersüsteemide kasutamist, kui on vaja suuremat materjali eemaldamise kiirust ja töötlemise tõhusust.
Masina konfiguratsioone saab kohandada vastavalt rakendusele, sealhulgas:
UV või QCW laserallikad
Täpsed liikumisplatvormid
CCD nägemise positsioneerimine
Automaatne või dünaamiline teravustamine
Kohandatud protsessi parameetrid
Automatiseeritud peale- ja mahalaadimine
Laseri lõplik konfiguratsioon tuleks alati kindlaks määrata tegeliku proovitestimise teel, mis põhineb kliendi materjalil, paksusel, geomeetrial ja kvaliteedinõuetel.
Järeldus
Õige ränikarbiidist laserlõikusmasina valimine ei tähenda lihtsalt suurima laservõimsuse valimist.
Peamine on leida õige kombinatsioon:
Laseri lainepikkus + impulsi kestus + liikumise täpsus + nägemise positsioneerimine + protsessi arendamine
Kõige usaldusväärsem ostuprotsess on:
Määratlege materjal → Valige lasertehnoloogia → Testige tegelikke proove → Mõõtke lõikekvaliteeti → Kontrollige tootmise stabiilsust → Viige masina konfigureerimine lõpule.
Kui otsite oma SiC materjalidele sobivat laserlõikamislahendust, siis tehke seda julgeltvõtke ühendust YCLaseriga. Pakume teile tasuta proovide tootmise ja protsessi kontrollimist.
