Silicio nitridas (Si₃N4) yra viena reikliausių inžinerinių keramikos gaminių, skirtų apdirbimui lazeriu. Dėl didelio kietumo, puikaus atsparumo lūžiams ir išskirtinio atsparumo šiluminiam smūgiui jis idealiai tinka galios elektronikai, guoliams, konstrukcinei keramikai, aviacijai ir naujiems energijos tikslams-, bet taip pat ypač jautrus netinkamiems lazerio parametrams.
Vien tik tinkamo lazerio šaltinio pasirinkimo neužtenka. Stabiliai gamybai reikalingas teisingas bangos ilgio, pjovimo strategijos, judesio valdymo, dujų pagalbos ir šilumos valdymo derinys.
Šiame vadove paaiškinami praktiniai proceso sprendimai, naudojami pramoniniam Si₃N₄ pjovimui lazeriu.
1. Pasirinkite tinkamą lazerį
Skirtingoms programoms reikalingos skirtingos lazerio technologijos.
Taikymas | Rekomenduojamas lazeris | Tipiškas storis |
Tikslūs keraminiai pagrindai | 355 nm UV lazerinio pjovimo mašina | 0,1–3 mm |
| Storoji konstrukcinė keramika | QCW pluošto lazerinio pjovimo mašina | 3–11 mm |
| Medicinos ir kosmoso komponentai | Pikosekundinis / femtosekundinis lazeris | 0,05–1 mm |
Daugeliui pramoninių pritaikymų 355 nm UV lazerinis pjovimas užtikrina geriausią tikslumo ir našumo pusiausvyrą.
2. UV arba QCW pluošto lazeris?
| Prekė | UV lazeris | QCW pluošto lazeris |
| Storis | 0,1–3 mm | 3–11 mm |
| Kerfo plotis | Siauras | Platesnis |
| Krašto kokybė | Puikiai | Gerai |
| Šilumos paveikta zona | Labai mažas | Didesnis |
| Gamybos greitis | Vidutinis | Aukštas |
UV lazeriai rekomenduojami tiksliam keraminiam pagrindui, o QCW pluošto lazeriai geriau tinka storoms struktūrinėms Si₃N₄ dalims, kur produktyvumas yra prioritetas.
3. Naudokite sluoksnį-pjaunant-sluoksnį
Silicio nitrido negalima pjauti vienu giliu praėjimu.
Pramoninėje gamyboje paprastai naudojamas kelių{0}}sluoksnių-per-sluoksnis apdirbimas, kuris padeda:
›››Sumažinkite šiluminį įtampą
›››Sumažinkite kraštų skilimą
›››Pagerinkite matmenų tikslumą
›››Sumažinkite uždelsto įtrūkimo riziką
Kontroliuojama pjovimo strategija yra daug svarbesnė nei tiesiog lazerio galios didinimas.
4. Optimizuokite pjovimo kelią
Tinkamas kelio planavimas žymiai pagerina pjovimo kokybę.
Rekomenduojamos strategijos apima:
›››Iškirpkite vidinius bruožus prieš išorinius kontūrus
›››Automatiškai sulėtinkite greitį aštriuose kampuose
›››Taikykite sklandų įvedimo{0}}įvedimo ir išėjimo{1}}takus
›››Tolygiai paskirstykite šilumą dideliems ruošiniams
Šie metodai mažina streso koncentraciją ir pagerina nuoseklumą.
5. Naudokite didelio-grynumo azotą
Pagalbinės azoto dujos padeda:
›››Sumažinti oksidaciją
›››Pašalinkite išsilydžiusias medžiagas
›››Atvėsinkite pjovimo zoną
›››Gaminkite švaresnius kraštus
Aukštos-kokybės Si₃N₄ apdorojimui dažniausiai pirmenybė teikiama azotui, o ne suslėgtam orui.
6. Užtikrinkite mašinos stabilumą
Didelio našumo{0}}silicio nitrido lazerinis pjovimo staklės turi turėti:
›››Granito staklių bazė
›››Tiesijinio variklio judėjimo sistema
›››Tikslus vakuuminis darbo stalas
›››Aukšto{0}}stabilumo galvanometro skaitytuvas
›››Regėjimo išlyginimo sistema
Stabili mechanika yra būtina norint išlaikyti pjovimo tikslumą ilgų gamybos procesų metu.
7. Patikrinkite gamybos našumą
Mašinos vertinimas turėtų būti sutelktas į gamybos nuoseklumą, o ne į vieną pavyzdį.
Pagrindiniai rodikliai apima:
›››Stabilus pjūvio plotis
›››Nuoseklus matmenų tikslumas
›››Žemos briaunos skaldymas
›››Minimali šiluminė žala
›››Patikimas ilgalaikis{0}} veikimas
Nuolatinis gamybos bandymas suteikia tikroviškesnį įvertinimą nei viena demonstracinė dalis.
8. Tipinio storio galimybė
| Lazerio tipas | Rekomenduojamas storis |
| 355 nm UV lazeris | 0,1–3 mm |
| QCW pluošto lazeris | 1-11 mm |
| Pikosekundinis / femtosekundinis lazeris | Itin-plonos tikslios dalys |
Optimizuotas proceso vystymas, YCLASER palaiko Si₃N4 lazerinį pjovimą iki 11 mm, priklausomai nuo medžiagos rūšies, geometrijos ir kokybės reikalavimų.
Išvada
Norint sėkmingai pjauti Si₃N₄ lazeriu, reikia daugiau nei pasirinkti tinkamą lazerį. Geriausi rezultatai pasiekiami derinant atitinkamą bangos ilgį su optimizuotais pjovimo takais, apdirbant sluoksnį-po-sluoksnio, didelio-grynumo azotu ir stabilia judėjimo platforma.
Tiksliems pagrindams 355 nm UV lazerinio pjovimo staklės užtikrina puikią kraštų kokybę ir minimalią šiluminę žalą. Storesnei konstrukcinei keramikai, QCW pluošto lazerinio pjovimo staklės užtikrina didesnį našumą ir išlaiko patikimą pjovimo našumą.
Kodėl verta rinktis YCLASER?
YCLASERspecializuojasi pažangiame keraminiame lazeriniame pjovime, įskaitant Si3N4, AlN, Al₂O3, SiC ir cirkonio oksidą. Teikiame nemokamą mėginių testavimą, procesų optimizavimą ir taikomųjų programų palaikymą, kad padėtume klientams įvertinti geriausią sprendimą prieš investuojant į įrangą.
Atsiųskite mums savo brėžinius ar pavyzdžius-rekomenduosime jūsų programai tinkamiausią pjovimo lazeriu procesą.
