Kuinka estää lämmön aiheuttama muodonmuutos lasertyöstössä

Erittäin heijastavien materiaalien – kuten kuparin, kullan ja alumiinin – laserkäsittely asettaa ainutlaatuisia haasteita niiden korkean lämmönjohtavuuden vuoksi. Lämpö leviää nopeasti materiaaliin, mikä laajentaa lämpövaikutusvyöhykettä (HAZ), muuttaa mekaanisia ominaisuuksia ja johtaa usein reunan purseiden muodostumiseen ja lämpömuodonmuutoksiin. Nämä ongelmat voivat vaarantaa tarkkuuden ja tuotteen yleisen laadun. Useat strategiat voivat kuitenkin tehokkaasti lieventää näitä lämpöhaasteita.

1. Optimoi laserparametrit

Lyhytpulssilasereiden, kuten pikosekunti- tai femtosekuntilasereiden, käyttö voi merkittävästi vähentää lämpövaikutuksia. Nämä erittäin lyhyet pulssit toimivat kuin tarkkuusveitset, jotka toimittavat energiaa keskittyneinä purskeina, jotka rajoittavat lämmön leviämistä. Lasertehon ja skannausnopeuden ihanteellisen yhdistelmän määrittäminen vaatii kuitenkin perusteellista kokeilua. Liian suuri teho tai hidas skannaus voivat silti aiheuttaa lämmön kertymistä. Parametrien huolellinen kalibrointi varmistaa prosessin paremman hallinnan ja vähentää ei-toivottuja lämpövaikutuksia.

2. Käytä tukitekniikoita

Paikallinen jäähdytys: Käyttämällä teolliset laserjäähdyttimet  paikalliseen jäähdytykseen voidaan nopeasti poistaa pintalämpöä ja rajoittaa lämmön leviämistä. Vaihtoehtoisesti ilmajäähdytys tarjoaa hellävaraisemman ja kontaminaatiovapaamman ratkaisun, erityisesti herkille materiaaleille.

Suljetun kammion käsittely: Tarkan lasertyöstön suorittaminen tyhjiössä tai inertissä kaasuympäristössä suljetussa kammiossa vähentää lämmönjohtavuutta ja estää hapettumista, mikä vakauttaa prosessia entisestään.

Esijäähdytyskäsittely: Materiaalin alkulämpötilan alentaminen ennen käsittelyä auttaa absorboimaan osan lämmöntuonnista ylittämättä lämpömuodonmuutoksen kynnysarvoja. Tämä tekniikka minimoi lämmön leviämisen ja parantaa työstötarkkuutta.

Yhdistämällä laserparametrien optimoinnin edistyneisiin jäähdytys- ja prosessointistrategioihin valmistajat voivat tehokkaasti vähentää lämpömuodonmuutoksia erittäin heijastavissa materiaaleissa. Nämä toimenpiteet eivät ainoastaan paranna laserkäsittelyn laatua, vaan myös pidentävät laitteiden käyttöikää ja parantavat tuotannon luotettavuutta.