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Laserbearbeitung ist in unserem Alltag weit verbreitet und vielen von uns vertraut. Die Begriffe Nanosekundenlaser, Pikosekundenlaser und Femtosekundenlaser werden oft gehört. Sie alle gehören zu den Ultrakurzpulslasern. Aber wissen Sie, wie man sie unterscheidet?
Lassen Sie uns zunächst herausfinden, was diese „Sekunde“ bedeutet.
1 Nanosekunde = 10-9 zweite
1 Pikosekunde = 10-12 zweite
1 Femtosekunde = 10-15 zweite
Der Hauptunterschied zwischen Nanosekundenlasern, Pikosekundenlasern und Femtosekundenlasern liegt daher in ihrer Zeitdauer.
Die Bedeutung von Ultrafast Laser
Schon vor langer Zeit wurde versucht, Mikrobearbeitungen mit Lasern durchzuführen. Da herkömmliche Laser jedoch eine lange Pulsbreite und eine geringe Laserintensität aufweisen, schmelzen und verdampfen die zu bearbeitenden Materialien leicht. Obwohl der Laserstrahl auf einen sehr kleinen Laserpunkt fokussiert werden kann, ist die Wärmeeinwirkung auf die Materialien dennoch recht groß, was die Präzision der Bearbeitung einschränkt. Nur eine Reduzierung der Wärmeeinwirkung kann die Qualität der Bearbeitung verbessern.
Bei der Bearbeitung von Materialien mit einem Ultrakurzpulslaser verändert sich der Bearbeitungseffekt jedoch deutlich. Da die Pulsenergie drastisch ansteigt, reicht die hohe Leistungsdichte aus, um die äußere Elektronik abzutragen. Da die Wechselwirkung zwischen Ultrakurzpulslaser und Material nur kurz ist, wird das Ion bereits auf der Materialoberfläche abgetragen, bevor es die Energie an das umgebende Material abgibt. Dadurch entsteht keine Wärmewirkung auf das umgebende Material. Daher wird die Ultrakurzpulslaserbearbeitung auch als Kaltbearbeitung bezeichnet.
Die Anwendungsmöglichkeiten von Ultrakurzpulslasern in der industriellen Produktion sind vielfältig. Im Folgenden nennen wir einige davon:
1.Lochbohren
Bei der Leiterplattenkonstruktion werden zunehmend Keramikträger anstelle von herkömmlichen Kunststoffträgern verwendet, um eine bessere Wärmeleitfähigkeit zu erreichen. Um elektronische Komponenten zu verbinden, müssen Tausende von μm-großen Löchern in die Platine gebohrt werden. Daher ist es wichtig, den Träger stabil zu halten und ihn vor der Wärmezufuhr beim Bohren zu schützen. Pikosekundenlaser sind hierfür das ideale Werkzeug.
Der Pikosekundenlaser ermöglicht das Bohren von Löchern durch Schlagbohren und sorgt für die Gleichmäßigkeit der Löcher. Neben Leiterplatten eignet sich der Pikosekundenlaser auch zum Bohren hochwertiger Löcher in dünnen Kunststofffilmen, Halbleitern, Metallfilmen und Saphir.
2.Anreißen und Schneiden
Durch kontinuierliches Scannen kann eine Linie über den Laserpuls gelegt werden. Dies erfordert einen langen Scanvorgang, um tief in die Keramik einzudringen, bis die Linie 1/6 der Materialstärke erreicht hat. Anschließend werden die einzelnen Module entlang dieser Linien vom Keramikträger getrennt. Diese Art des Trennens nennt man Ritzen.
Ein weiteres Trennverfahren ist das Pulslaser-Ablationsschneiden. Dabei wird das Material so lange abgetragen, bis es vollständig durchtrennt ist.
Für das oben genannte Ritzen und Schneiden sind Pikosekundenlaser und Nanosekundenlaser die idealen Optionen.
3.Entfernung der Beschichtung
Eine weitere Anwendung von Ultrakurzpulslasern in der Mikrobearbeitung ist die Beschichtungsentfernung. Dabei wird die Beschichtung präzise entfernt, ohne das Grundmaterial zu beschädigen. Die Ablation kann Linien von mehreren Mikrometern Breite oder große Flächen von mehreren Quadratzentimetern umfassen. Da die Breite der Beschichtung deutlich kleiner ist als die Breite der Ablation, wird die Wärme nicht seitlich übertragen. Dies macht Nanosekundenlaser sehr geeignet.
Ultrakurzpulslaser haben großes Potenzial und eine vielversprechende Zukunft. Sie zeichnen sich durch keine Nachbearbeitung, einfache Integration, hohe Verarbeitungseffizienz, geringen Materialverbrauch und geringe Umweltbelastung aus. Sie finden breite Anwendung in der Automobil-, Elektronik-, Haushaltsgeräte- und Maschinenbauindustrie. Um die Präzision eines Ultrakurzpulslasers langfristig zu gewährleisten, muss seine Temperatur konstant gehalten werden. S&A Tragbare Wasserkühler der Teyu CWUP-Serie eignen sich ideal zur Kühlung von Ultrakurzpulslasern bis 30 W. Diese Lasereinheiten Kühler zeichnen sich durch eine extrem hohe Präzision von ±0,1 °C aus und unterstützen die Modbus 485-Kommunikationsfunktion. Bei einer entsprechend ausgelegten Rohrleitung ist die Wahrscheinlichkeit der Blasenbildung sehr gering, was die Auswirkungen auf den Ultrakurzpulslaser reduziert.
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