Application et principe de la technologie de microdrilling laser

  20 Aug , 2020         Chris         9104

   Il est courant de faire un petit trou dans un composant. Toutefois, s’il est nécessaire de faire un grand nombre de trous de 0,1 mm à plusieurs microns de diamètre dans des matériaux durs, tels que le carbure cimenté, il n’est pas facile de faire avec les outils d’usinage ordinaires, et même si cela peut être fait, le coût de traitement sera élevé. La technologie d’usinage existante est d’utiliser des dizaines de milliers de révolutions par minute ou des centaines de milliers de RPM de matériaux de traitement de petits bits rotatifs à grande vitesse, avec cette méthode ne peut généralement usinage trous de plus de 0,25 mm de diamètre. Dans l’industrie d’aujourd’hui, il est souvent nécessaire de traiter des trous avec des diamètres plus petits que celui-ci. Dans l’industrie de l’électronique, par exemple, la production de circuits imprimés multicouches nécessite le forage de milliers de trous, d’environ 0,1 à 0,3 mm de diamètre, dans la planche. Évidemment, pour utiliser ledit bit pour le traitement, nous rencontrerons de grandes difficultés, la qualité de traitement n’est pas facile à garantir, le coût de traitement n’est pas faible. Dès les années 1960, les scientifiques utilisaient des lasers pour percer de minuscules trous dans des lames d’acier en laboratoire. Après près de 30 ans d’amélioration et de développement, il n’est plus difficile de percer de minuscules trous dans les matériaux avec des lasers, et la qualité de traitement est bonne. Les trous perforés sont soignés et sans bavures. La vitesse de forage est également très rapide, environ un millième de seconde pour percer un trou.

Le principe des trous de forage laser dans le matériau est très simple (forage laser), la méthode n’est pas compliquée.

   Les lasers sont si cohérents que les systèmes optiques peuvent les concentrer sur de minuscules taches de lumière (moins d’un micron) de diamètre, l’équivalent d’un « micro-bit » pour les trous de forage. Deuxièmement, la luminosité du laser est très élevé, dans le centre de l’accent sur la densité d’énergie laser (énergie par centimètre carré) sera très élevé, ordinaire un laser, l’énergie de sortie laser peut être aussi élevé que 109 joules/cm 2, assez pour laisser le matériau fondre et vaporisation, laissant un petit trou sur le matériau, et d’un échantillon avec une perceuse.

   Les scientifiques de laser ont également fait beaucoup de recherche sur la façon d’employer le laser « bit de perceuse ». Ils ont constaté que les « forets » faits avec beaucoup d’impulsions lumineuses par seconde (souvent appelées impulsions laser à haute répétition) produisaient des trous de meilleure masse que ceux faits avec une seule impulsion lumineuse, ou quelques impulsions lumineuses par seconde. Il va quelque chose comme ceci: lors du forage avec une impulsion par seconde, ou quelques impulsions, l’énergie laser nécessaire pour chaque impulsion est si élevé que le matériau peut être chauffé pour fondre avant que le trou peut être perforé. Le matériau fondu, cependant, ne se vaporise pas adéquatement. Au lieu de cela, le matériau près de lui est chauffé et vaporisé. Par conséquent, les trous sont moins uniformes en forme et en taille. Si un laser à taux de répétition élevé est utilisé pour produire une impulsion optique, l’énergie moyenne de chaque impulsion optique n’est pas très élevée, mais en raison de la largeur de l’impulsion, le niveau de puissance n’est pas faible. Ainsi, chaque impulsion laser sur le matériau pour former une petite quantité de fonte, principalement la vaporisation. Puisqu’il y a peu de fonte quand le matériel près du trou est chauffé, il n’y a pas une telle chose comme un poinçon de monopulse. Les trous sont beaucoup plus réguliers dans la forme et la taille.

   Afin de faire le trou avec une haute qualité, il est nécessaire de prêter attention à la sélection de la position de mise au point laser. Le principe du choix de la position de mise au point est à peu près le suivant : pour les matériaux épais, le rayon laser doit être situé à l’intérieur de la pièce; si le matériau est mince, le rayon laser doit être placé au-dessus de la surface de la pièce. Cet arrangement fera les trous essentiellement la même taille de haut en bas, sans « baril » trous.

   En utilisant le laser pour percer des trous dans le matériau, la qualité des trous forés est non seulement très bonne, surtout lors de la fabrication d’un grand nombre des mêmes trous, mais aussi pour s’assurer que la taille et la forme d’un certain nombre de trous uniformes, et la vitesse de forage, une efficacité de production élevée. Par conséquent, en plus de l’utilisation de forage laser dans l’industrie électronique, de nombreux autres départements de production industrielle sont utilisés, tels que les trous de filtre à cigarettes ordinaires, petits trous dans la valve de l’atomiseur, également en utilisant le traitement au laser. La boîte et la bouteille ont un petit trou au cou pour contrôler le flux de substances comprimées (comme le déodorant, l’huile ou d’autres liquides), et la performance de la valve est déterminée par le petit trou dans l’applicateur. C’est environ 10 à 40 microns de diamètre, et ce n’est pas aussi facile à faire avec d’autres méthodes d’usinage, mais c’est fait avec un laser, qui garantit la qualité et la vitesse.