Kimpalan Laser Kaca

Laser nadi ultra-pendek digabungkan dengan teknologi fokus kendiri yang canggih memberikan kualiti dan kebolehpercayaan proses yang diperlukan untuk membolehkan kimpalan kaca laser digunakan dalam pengeluaran siri. Ciri-ciri kaca yang unik dan cemerlang menjadikannya digunakan secara meluas dalam pelbagai produk berteknologi tinggi dalam bidang yang berbeza seperti bioperubatan dan mikroelektronik. Kami sebelum ini telah menerangkan cabaran yang diberikannya kepada pengeluar, terutamanya dalam bidang pemotongan kaca jilid tinggi dan ketepatan. Ia juga menimbulkan kesukaran dalam ikatan, termasuk mengimpal komponen kaca individu bersama-sama dan mengimpal kaca kepada bahan lain seperti logam dan semikonduktor.

Semua kaedah tradisional untuk mengimpal kaca berjuang untuk memberikan ketepatan, kualiti ikatan dan kelajuan pengeluaran yang diperlukan untuk pengeluaran besar-besaran yang menjimatkan kos. Sebagai contoh, ikatan pelekat adalah kaedah yang menjimatkan, tetapi meninggalkan bahan pelekat pada bahagian dan juga memerlukan penyahgasan.

Kimpalan dielektrik melibatkan meletakkan bahan serbuk pada titik sentuhan dan kemudian mencairkannya untuk melengkapkan ikatan. Sama ada pencairan ini dicapai melalui ketuhar atau laser, banyak haba dipam ke bahagian tersebut. Ini adalah masalah untuk mikroelektronik dan banyak peranti perubatan.

Ikatan ionik adalah kaedah cerdik yang memberikan kekuatan ikatan yang sangat tinggi. Dua permukaan kaca baru yang sangat rata ditekan bersama dan benar-benar bercantum bersama oleh ikatan molekul. Walau bagaimanapun, adalah tidak realistik untuk melakukan ini dalam persekitaran pengeluaran.

Jadi, bagaimana dengan kimpalan laser? Kaca mempunyai banyak sifat yang sangat berguna, seperti takat lebur yang sangat tinggi, ketelusan, kerapuhan dan ketegaran mekanikal, tetapi ia juga menimbulkan banyak kesukaran untuk kimpalan laser. Oleh itu, laser industri biasa dan kaedah yang digunakan untuk mengimpal logam dan bahan lain tidak sesuai untuk kaca.

Sama seperti pemotongan kaca ketepatan, rahsianya terletak pada penggunaan laser nadi panjang gelombang ultra pendek (USP) inframerah. Kaca adalah lutsinar dalam inframerah, jadi pancaran laser tertumpu boleh melalui terus melaluinya sehingga pancaran tertumpu Mengecil dan menjadi tertumpu sehingga mencetuskan "penyerapan bukan linear." "Penyerapan tak linear" ini hanya berlaku dalam laser berdenyut ultrashort dengan kuasa puncak, dan jenis laser lain tidak boleh digunakan untuk mencapai perkara yang sama.

Jadi, di kawasan yang sangat kecil di sekitar tumpuan pancaran laser (biasanya kurang daripada beberapa puluh mikron diameter), kaca menyerap cahaya laser dan cepat cair. Rasuk fokus ini diimbas di sepanjang laluan kimpalan yang dikehendaki untuk melengkapkan ikatan, sama seperti bentuk kimpalan laser yang lain.

Pertama, ia mewujudkan ikatan yang kuat kerana kedua-dua bahan yang dikimpal sebahagiannya cair dan kemudian menjadi pejal bersama untuk membentuk kimpalan. Selain itu, proses ini juga sesuai untuk mengikat kaca kepada kaca, kaca kepada logam, dan kaca kepada semikonduktor.

Kedua, dalam proses ini, sangat sedikit haba memasuki bahagian tersebut, dan haba ini dijana di kawasan paling banyak beberapa ratus mikron lebar. Ini membolehkan kimpalan diletakkan sangat hampir dengan litar elektronik atau komponen sensitif haba yang lain, yang memberikan pereka dan pengilang kebebasan yang lebih besar dan membolehkan pengecilan produk yang lebih baik.

Akhir sekali, jika kimpalan kaca laser USP dilaksanakan dengan betul, tidak akan ada retakan mikro di sekeliling kimpalan. Microcracks mengurangkan kekuatan mekanikal kaca. Di samping itu, selepas perubahan kitaran suhu (yang tidak dapat dielakkan untuk segala-galanya), retakan mikro boleh menjadi punca kegagalan utama peranti.

Kelebihan kimpalan kaca laser USP ialah kaca dipanaskan hanya dalam jumlah yang kecil. Tetapi ia juga menimbulkan cabaran praktikal. Ini bermakna walaupun bahagian itu bergerak, kedudukan fokus laser mesti disimpan dengan sangat tepat pada antara muka antara dua komponen yang dikimpal. Kerana bahagian dunia nyata tidak rata, ini sukar dicapai. Di samping itu, penempatan bahagian dalam sistem kimpalan mungkin tidak sesuai dengan sempurna.

Satu penyelesaian ialah menggunakan fokus memanjang secara paksi. Ini "meregangkan" saiz fokus pancaran laser untuk menangani sensitiviti kedudukan. Walau bagaimanapun, kelemahan kaedah ini ialah fokus rasuk memanjang mencipta kolam lebur dalam kaca dengan keratan rentas bukan bulatan. Apabila kaca menjadi pepejal dalam zon lebur, kolam lebur bukan bulat lebih cenderung untuk membentuk retakan mikro.

Kaedah lain boleh merealisasikan kesan kimpalan tanpa retak mikro, dan boleh menyesuaikan diri dengan perubahan ketara jarak antara muka dalam proses. Rahsianya ialah, digabungkan dengan teknologi pemfokusan dinamik tinggi, optik apertur berangka (NA) tinggi digunakan untuk menghasilkan titik fokus kecil.

Dengan cara ini, sistem laser mencapai sfera tinggi kolam lebur, dengan itu mengelakkan retakan mikro. Ia juga merasakan jarak antara muka dan sentiasa melaraskan optik untuk sentiasa kekal dalam fokus yang sempurna. Hasilnya ialah kimpalan berkualiti tinggi dijamin pada hampir semua bentuk bahagian, dan prosesnya tidak dipengaruhi oleh toleransi dan lokasi bahagian.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ialah syarikat berteknologi tinggi yang mengkhusus dalam R&D, pembuatan dan penjualan mesin pelapisan laser automatik, mesin pelapisan laser berkelajuan tinggi, mesin pelindapkejutan laser, mesin kimpalan laser dan peralatan percetakan 3D laser. Produk kami adalah kos efektif dan dijual di dalam dan luar negara. Jika anda berminat dengan produk kami, sila hubungi kami di bob@gshenglaser.com.