Ою және лазерлік өңдеу: негізгі айырмашылықтар, қолданылуы және салқындату талаптары

Материалдарды өңдеудің кең саласында, ою және лазерлік өңдеу екі өте ерекше және кеңінен қолданылатын технология ретінде ерекшеленеді. Әрқайсысы өзінің бірегей жұмыс принциптері, материалдың үйлесімділігі, дәлдік мүмкіндіктері және икемді қолдану сценарийлері үшін бағаланады. Олардың айырмашылықтарын түсіну өндірушілерге нақты өндірістік қажеттіліктер үшін ең қолайлы процесті таңдауға көмектеседі.
Бұл мақалада өңдеу және лазерлік өңдеудің құрылымдық салыстыруы берілген, онда принциптер, материалдар, дәлдік, құны, қолданылуы және салқындату талаптары қамтылған.

1. Өңдеу принциптері
Химиялық ою деп те аталатын ою материалды дайындама мен қышқылдар немесе сілтілер сияқты коррозиялық ерітінділер арасындағы химиялық реакциялар арқылы жояды. Маска (фоторезист немесе металл шаблон) өңделмеген аймақтарды қорғайды, ал ашық аймақтар ерітіледі. Ою әдетте келесіге бөлінеді: 1) Сұйық химиялық заттарды пайдаланатын дымқыл ою. 2) Плазма негізіндегі реакцияларға негізделген құрғақ ою.
Керісінше, лазерлік өңдеу материал бетін сәулелендіру үшін CO2, талшықты немесе ультракүлгін лазерлер сияқты жоғары энергиялы лазер сәулесін пайдаланады. Термиялық немесе фотохимиялық әсерлер арқылы материал балқиды, буланады немесе ыдырайды. Лазерлік жолдар сандық түрде басқарылады, бұл физикалық құралдарсыз жанаспайтын, жоғары автоматтандырылған және дәл материалды алып тастауға мүмкіндік береді.

2. Қолданылатын материалдар
Гравюра ең алдымен мыналарға жарамды:
* Металдар (мыс, алюминий, тот баспайтын болат)
* Жартылай өткізгіштер (кремний пластиналары, чиптер)
* Шыны немесе керамика (арнайы өңдеу құралдарымен)
Дегенмен, ол титан қорытпалары сияқты коррозияға төзімді материалдарда нашар жұмыс істейді.

Лазерлік өңдеу кеңірек материалдық үйлесімділікті ұсынады, соның ішінде:
* Металдар мен қорытпалар
* Пластмассалар және полимерлер
* Ағаш, былғары, керамика және шыны
* Сынғыш материалдар (мысалы, сапфир) және композиттер
Жоғары шағылыстыратын немесе жоғары жылу өткізгіштікке ие материалдар (мысалы, таза мыс немесе күміс) үшін арнайы лазер көздері қажет болуы мүмкін.

3. Өңдеу дәлдігі
Ою әдетте микрон деңгейіндегі дәлдікке (1–50 мкм) қол жеткізеді, бұл оны PCB тізбектері сияқты жұқа өрнектер үшін өте қолайлы етеді. Дегенмен, бүйірлік кесу орын алуы мүмкін, бұл конус тәрізді немесе анизотропты жиектерге әкеледі.
Лазерлік өңдеу, әсіресе кесу және бұрғылау кезінде, субмикрондық дәлдікке жетуі мүмкін. Жиектер әдетте тік және жақсы анықталған, дегенмен жылу әсер ететін аймақтар параметрлер мен материал түріне байланысты шағын микрожарықтар немесе қождар тудыруы мүмкін.

4. Өңдеу жылдамдығы және құны
Графинг ірі көлемді жаппай өндіріс үшін өте қолайлы, себебі бірнеше бөлікті бір уақытта өңдеуге болады. Дегенмен, маска жасау құны және химиялық қалдықтарды өңдеу жалпы пайдалану шығындарын арттырады.
Лазерлік өңдеу бір дана немесе шағын партиялы жеке өндірісте тамаша нәтижелерге қол жеткізеді. Бұл қалыптар мен маскаларсыз жылдам орнатуға, жылдам прототиптеуге және сандық параметрлерді реттеуге мүмкіндік береді. Лазерлік жабдық бастапқы инвестицияны көп қажет етсе де, химиялық қалдықтарды жояды, дегенмен әдетте түтін шығару жүйелері қажет.

5. Типтік қолданыстар
Гравюра қолданбаларына мыналар кіреді:
* Электроника өндірісі (ПХД, жартылай өткізгіш чиптер)
* Дәл компоненттер (металл сүзгілер, микроперфорацияланған пластиналар)
* Сәндік бұйымдар (тот баспайтын болаттан жасалған белгілер, көркем әйнек)
Лазерлік өңдеу қолданбаларына мыналар кіреді:
* Таңбалау және гравюралау (QR кодтары, логотиптер, сериялық нөмірлер)
* Кесу (күрделі металл парақтар, акрил панельдері)
* Микроөңдеу (медициналық құрылғыларды бұрғылау, сынғыш материалды кесу)

6. Артықшылықтары мен шектеулеріне қысқаша шолу
Материал химиялық тұрғыдан үйлесімді болған жағдайда, гравюралау үлкен көлемде жоғары дәлдіктегі өрнектерді алу үшін тиімді. Оның негізгі шектеуі химиялық қалдықтардың қоршаған ортаға әсерінде жатыр.
Лазерлік өңдеу, әсіресе металл емес материалдар үшін, материалдың жан-жақтылығын арттырады және икемді, ластанусыз өндірісті қолдайды. Ол теңшеу және цифрлық өндіріс үшін өте қолайлы, дегенмен өңдеу тереңдігі әдетте шектеулі және терең мүмкіндіктер бірнеше рет өтуді қажет етуі мүмкін.

7. Дұрыс технологияны қалай таңдауға болады
Ою және лазерлік өңдеу арасындағы таңдау қолдану талаптарына байланысты:
* Химиялық үйлесімді материалдарда жұқа, біркелкі өрнектерді көп көлемде өндіру үшін оюды таңдаңыз.
* Күрделі материалдар үшін лазерлік өңдеуді, шағын партиямен теңшеуді немесе байланыссыз өндірісті таңдаңыз.
Көп жағдайда екі технологияны біріктіруге болады — мысалы, лазерлік өңдеуді пайдаланып, ою маскаларын жасау, содан кейін тиімді үлкен аумақты өңдеу үшін химиялық ою. Бұл гибридті тәсіл екі әдістің де күшті жақтарын пайдаланады.

8. Бұл процестер су салқындатқышын қажет ете ме?
Ою үшін салқындатқыш қажет пе, жоқ па, процестің тұрақтылығы мен температураны бақылау талаптарына байланысты.
Лазерлік өңдеу үшін су салқындатқышы өте маңызды. Дұрыс салқындату лазер шығысының тұрақтылығын қамтамасыз етеді, өңдеу дәлдігін сақтайды және лазер көздері мен оптикалық компоненттердің қызмет ету мерзімін айтарлықтай ұзартады.

Қорытынды
Ою және лазерлік өңдеу екеуі де айқын артықшылықтар береді және әртүрлі өнеркәсіптік қажеттіліктерді қанағаттандырады. Өндірушілер материалдың қасиеттерін, өндіріс көлемін, дәлдік талаптарын және қоршаған ортаны ескеруді бағалау арқылы ең қолайлы өңдеу технологиясын таңдай алады немесе оңтайлы сапа мен тиімділікке қол жеткізу үшін екеуін де біріктіре алады.