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如何防止雷射加工中的熱致變形

由於高反射材料的高導熱性,雷射加工可能導致熱變形。為了解決這個問題,製造商可以優化雷射參數、採用局部冷卻方法、創造密封腔體環境並進行預冷處理。這些策略可以有效地最大限度地減少熱影響,從而提高加工精度和產品品質。

由於高導熱性,雷射加工銅、金和鋁等高反射材料面臨獨特的挑戰。熱量會迅速擴散到整個材料,擴大熱影響區 (HAZ),改變材料的機械性能,並經常導致邊緣毛邊和熱變形。這些問題會影響精度和整體產品品質。然而,有幾種策略可以有效地緩解這些熱挑戰。

1. 優化雷射參數

採用短脈衝雷射器,例如皮秒或飛秒雷射器,可顯著降低熱影響。這些超短脈衝如同精密的手術刀,以集中爆發的方式釋放能量,從而限制熱擴散。然而,確定雷射功率和掃描速度的理想組合需要徹底的實驗。過高的功率或緩慢的掃描速度仍可能導致熱量積聚。仔細校準參數可以確保更好地控制製程,減少不必要的熱效應。

2. 應用支援技術

局部冷卻:使用工業雷射冷卻器進行局部冷卻可以快速消散表面熱量並限制熱擴散。此外,風冷是一種更溫和、無污染的解決方案,尤其適用於精密材料。

密封腔加工:在密封腔內的真空或惰性氣體環境中進行高精度雷射加工,可減少熱傳導並防止氧化,進一步穩定製程。

預冷處理:在加工前降低材料的初始溫度有助於吸收部分熱量輸入,且不超過熱變形閾值。該技術可最大限度地減少熱量擴散,並提高加工精度。

透過結合雷射參數優化和先進的冷卻及加工策略,製造商可以有效減少高反射材料的熱變形。這些措施不僅可以提高雷射加工質量,還可以延長設備壽命並提高生產可靠性。

如何防止雷射加工中的熱致變形

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光機電一體化應用的整合雷射冷卻

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