Laserbearbetning tar bort material genom att fokusera en-högenergilaserstråle på arbetsstycket. Den koncentrerade ljusenergin omvandlas till värme, vilket gör att materialet smälter eller förångas lokalt.
Under denna process genereras emellertid en stor temperaturgradient mellan det bestrålade området och det omgivande materialet. Detta leder till betydande termisk stress, vilket är en kritisk faktor vid bearbetning av teknisk keramik.
Jämfört med metaller har keramiska material generellt lägre termisk stabilitet. Om den inducerade termiska spänningen överskrider materialets hållfasthetsgräns kan det resultera i:
Mikro-sprickor
Kantflisning
Frakturfel
Därför är det viktigt att kontrollera termiska effekter för att säkerställa hög-laserskärning och bearbetning av keramik.
Utvärdering av termisk stabilitet
Den termiska stabiliteten hos keramiska material utvärderas vanligtvis av den kritiska temperaturskillnaden vid vilken termisk spänning når materialets hållfasthetsgräns.
Denna parameter är känd som termisk chock motståndsfaktor, betecknad som R:
R=σ_b (1 − μ) / (aE)
Där:
σ_b - frakturstyrka
μ - Poissons förhållande
en - termisk expansionskoefficient
E - elasticitetsmodul
Tolkning av R-värde
Högre R-värde → bättre termisk stabilitet
Högre motståndskraft mot termisk stress och sprickbildning
Mer lämplig för laserbehandling
Baserat på detta kriterium är det relativa motståndet mot termiska skador:
Si3N4 > SiC > ZrO2 > Al2O3
Typiska materialparametrar
Att förstå termisk stabilitet hjälper till att optimera keramiska laserskärningsparametrar, inklusive:
Laserkraft och pulslängd
Skanningshastighet
Fokusposition
Material med högre termisk stabilitet tillåter:
Mer stabil bearbetning
Lägre sprickrisk
Bättre kantkvalitet
Om YCLaser
Yuchang Laser har lång erfarenhet av laserbearbetning och precisionstillverkning.
Beläget i Wuhan, ett stort nav för optisk teknik, har vi etablerat ett långsiktigt-samarbete med:
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan Textile University
Vi fokuserar på utveckling och produktion av:
Laserskärmaskiner med hög-precision
Ultra-mikro-/nanobearbetningsutrustning för hårda och spröda material
Våra lösningar används ofta inom:
Tillverkning av halvledare
Solceller
Nya energifordon
Avancerad keramik
Flyg och rymd
Medicinsk utrustning
Dessutom tillhandahåller vårt bearbetningscenter anpassade laserbearbetningstjänster för olika material.
Kontakta oss gärna för prover, teknisk rådgivning eller offerter.
