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雷射激光打標加工的發展現狀與應用

2019-05-08 17:08:40 | 機械設備

 

  自從雷射激光誕生初始到今天,它對人們的生活方式產生了極大的影響,現今雷射激光是廣泛應用於標刻電子元器件、工藝品雷射激光打標、非金屬材料等,雷射激光打標是在雷射激光切割、雷射激光打孔、雷射激光焊接處等技術應用出現後的又一偉大創新之舉,它是加加工技術上的新突破,是一種新型的非接觸性加工、無化學物質汙染、無磨損的新型的標記加工工藝模式。雷射切割機近年來隨著雷射激光技術應用的越來越廣,它與計算機科學技術進行了有效地結合,從而突破了雷射激光打標加工發展的另一個裏程碑。

  一、雷射激光打標加工工藝與傳統打標工藝的不同之處

  現在的雷射激光打標加工技術與傳統打標工藝有著巨大突破,更是有著與傳統無法比擬的優勢:

  1、加工材料的范圍理更多更廣,可以對多種非金屬性與金屬性的材料進行打標加工,特別適用於脆性材料、高熔點材料、高硬度性材料等等,雷射雕刻機傳統打標機只能對某些特定的非金屬性材料進行加工。

  2、雷射激光打標加工技術不同於以往舊式的打標機,必須接觸被加工物件的表面才能進行加工打標,而經過雷射激光技術的融入與創新,雷射激光打標只需要雷射激光對被加工物件表面進行集中的高能量照射就可以完成打標,雷射焊接機這種非直接接觸的加工不僅不會損壞被加工件的表面,沒有切削力,打標而成的圖案、符號、文字等質量非常高。

  3、雷射激光高能量密度的特性所聚集的雷射激光束非常細,使得加工物件的影響范圍非常小,有利於減小原材料的損失。

  4、與現代自動化、計算機系統有效結合,雷射打標機從而實現快速加工的目的。

  5、能雕刻打標多種各形碼、數字、圖案、字符等等。

  6、用於對服裝行業、輕工業、五金制品等進行防偽標注。

  二、雷射激光打標加工發展現狀

  雷射激光打標加工在國內的發展經曆了很長時間的發展曆程,雷射激光打標設備的核心系統是打標控制系統,這控制系統也是經曆前前後後好幾個階段,一開始是由大幅面時代,再是轉鏡時代,現在是到這振鏡時代,這些不同的時代推時了雷射激光打標現今的發展模式,半導體雷射激光打標機、紫外雷射激光打標機、光纖雷射激光打標機的出現和快速發展對現今的雷射激光打標提出了新的挑戰。現在大都國外的雷射激光打標加工方式可以分為三種形式。

  1、掩模式打標。以一個雷射激光脈沖打一個完整或者幾種符號的標記形式。

  2、陣列式打標。它以橫匾向五列,豎向七列的點陣式進行打標。

  3、打描式打標。通過計算機事先控制打標的路徑從而形成掃描運動形成標記。

  現今隨著計算機技術的快速發展,雷射激光打標加工技術在實際生產中更多與計算機技術上下結合,現在它的應用正在被國內各個企業所重視,它正以其強有力的優勢取代傳統的打標標記方法。


雷射激光打標加工具有很好的柔性

2019-05-08 17:08:40 | 機械設備

 

  (1) 雷射激光器本身是一個比較簡單而且易於控制的裝置,如果把它產生的光束聚集成極細的光束,就可以切割;散焦一點就可以焊接;再散焦一點,就能進行熱處理。

  (2) 采用雷射激光加工,雷射切割機不僅加工速度快,效率高,成本低,而且避免了模具或刀具更換,縮短了生產准備時間周期。易於實現連續加工,雷射激光光束換位時間短,提高了生產效率。可進行多種工件交替安裝。一個工件加工時,可卸下已完成的部件,並安裝待加工工件,實現並行加工,減少安裝時間,增加雷射激光加工時間。

  (3) 雷射激光束采用直接驅動和導向方法。雷射激光可作旋轉、傾斜、上下左右移動等運動,能加工工件的垂直面和複雜表面;而且直接驅動沒有空程,雷射打標機精度高。將雷射激光的控制和機器人相結合,用機器人來移動或多軸線方式方式翻轉光束下的零件,可加工一些用傳統方法加工比較困難的零件。

  (4) 采取多級快速反應的防撞措施,光束導向裝置接觸工件時,運動系統立即停機,使系統不被破壞,避免了昂貴的維護;碰撞後能快速而簡單地恢複工作,減少了碰撞引起的停機時間,提高了雷射激光系統的加工效率和可靠性。

  (5) 雷射激光頭可自由運動,目前雷射激光頭已達5個運動軸,即使工件在加工時保持固定,仍可實現複雜工件的加工,而且只要利用移動旋轉工作台雷射雕刻機,就可加工比軸行程大的零部件。雷射激光束采用自動聚焦控制。雷射激光系統直線軸可沿光軸或任意軸定位,以保持光束聚焦;焦點位置任何時刻都精確可知,而且行程無限制。圖1示出了自動聚焦控制與鏡頭伺服控制的比較,由圖看見,鏡頭伺服系統中聚焦透鏡與雷射激光系統移動無關,因此焦點位置無法確定。

  柔性制造系統(FMS)

  柔性制造系統(Flexible Manufacturing System 縮寫FMS)是指適用於多品種、中小批量生產的具有高柔性且自動化程度高的制造系統。雷射焊接機柔性是FMS的最大特點,即系統內部對外部環境的適應能力。FMS自其誕生以來就顯示出強大的生命力,它克服了傳統的剛性自動線只適用於大量生產的局限性,表現出了對多品種、中小批量生產制造自動化的適應能力。隨著社會對產品多樣化、低制造成本、短制造周期要求的日趨迫切,由於微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的進步,柔性制造技術發展迅猛並日臻成熟。實用表明,柔性制造技術具有如下特點:具有較高的柔性、機構性和通用性;轉產快、准備時間短;備利用率高,可實現無人看管24h連續工作;加工質量高且穩定;所需費用低;相同產量占地面積是傳統設備的60%。由此可見,正是由於柔性制造技術的這種高效、靈活的特性使其成為實施敏捷制造、並行工程、精益生產和智能制造系統的基礎,且應用日益廣泛,已成為制造領域的核心技術。而按規模大小FMS主要分為:柔性制造單元(FMC);柔性制造線(FML);柔性制造系統(FMS)。


雷射激光打標技術在手機制造行業中的應用

2019-05-08 17:07:32 | 機械設備

 

  雷射激光打標是以極其細微的光斑打出各種符號,文字,圖案等等,光斑大小可以以微米量級。對微型工加或是防偽有著更深的意義。

  聚焦過後的極細雷射激光如同利刃,可將物體表面的材質逐點除去。最大好處在於標記的過程中是非接觸性的加工,不會產生負面的劃傷和摩擦,雷射焊接機也不會造成擠壓或是壓傷等情況。因此不會損壞要加工的物品。由於雷射激光束再度變焦後光斑變得更加細小,產生的熱效應區域小,加工精確,因此可以完成一些常規無法完成,無法實現的工藝。

  雷射激光加工能借助現代的CAD/CAM軟件,實現任何形式的板材切割,采用雷射激光加工,不僅加工速度快,效率高,成本低,而且避免了模具更換,縮短了生產准備時間周期。易於實現連續加工,雷射激光光束換位時間短,提高了生產效率。可進行多種工件交替安裝。一個工件加工時,可卸下已完成的部件,並安裝待加工工件,實現並行加工,減少安裝時間,雷射雕刻機增加雷射激光加工時間。雷射激光切割以其高速的、高精度、高質量、節能環保等特點,已經成為現代金屬加工的技術發展方向。在雷射激光加工應用中,雷射激光切割占到32%的市場份額。雷射激光切割與其他切割方法相比,最大的區別是它具有高速、高精度和高適應性的特點。同時還具有割縫小,熱影響區小、切割面質量好、切割時無噪聲、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑、切割過程容易實現自動化控制等優點。雷射激光切割板材時,不需要模具,可以替代一些需要采用複雜大型模具的沖切加工方法,能大大縮短生產周期和降低成本。

  鈑金加工是鈑金技術人員需要掌握的關鍵技術,也是鈑金制品成形的重要工序。它既包括傳統的切割下料、沖裁加工、彎壓成形等方法及工藝,又包括各種冷沖壓模具結構及工藝參數、各種設備工作原理及操作方法,還包括新沖壓技術及新工藝。雷射打標機農機產品的鈑金加工件一般采用4-6mm鋼板,鈑金件種類多,並且更新快,傳統的農機產品鈑金加工件通常采用沖床方式,模具損耗大,通常一個大型的農機生產廠家用於模具存放的庫房就近300平米,由此可見,部件的加工如果仍然停留在傳統的方式,將嚴重制約產品的快速更新換代與技術開發,而雷射激光的柔性加工優勢就體現出來了。

  手機加工制造70%的環節都應用到雷射激光技術及雷射激光制造設備。特別是近年來高功率、高能量紫外打標機、深紫外和超快雷射激光加工技術的發展,雷射切割機促進了智能手機制造技術的發展。這與雷射激光技術性質及手機精密制造性質有關。一方面,由於雷射激光具有功率密度高、方向性好、清潔、高效、環保等突出特點,雷射激光加工技術取代傳統加工技術的趨勢日益加快,其微加工優勢在雷射激光焊接機、雷射激光打標機、雷射激光切割機等方面優勢十分明顯。另一方面,手機加工是一門精密制造技術的結晶,需要微加工制造設備。

  雷射激光打孔是重要的手機加工應用技術之一。雷射激光聚焦光斑可以聚一波長量級,在很小的區域內集中很高的能量,特別適合於加工微細深孔,最小孔徑只有幾微米,孔深和孔徑比可大於50微米。雷射激光打孔在手機應用中可用於PCB板打孔、外殼聽筒及天線打孔、耳機打孔等,具有效率高、成本低、變形小、適用范圍廣等優點。手機一個巴掌大地方聚焦200多個零部件,其加工制造技術可算是當令難度較大的生產制造技術之一。在一塊半指稍寬一點、一指長一點、一公分高一點的空間內,將LPC、攝像頭、LCD、液晶屏、線路板、天線等200多個零件加工、鑲嵌、整合在一起,對其精密度要求很高。雷射激光技術是推動中國手機制造業迅速崛起的重要技術。


陶瓷雷射激光切割機的新革命

2019-05-08 17:05:52 | 機械設備

 

  雷射激光自主研發新型領域雷射激光陶瓷切割機。對比傳統的陶瓷切割機設備具有以下優勢

  (1)切割質量好,由於雷射激光的光斑小、能量密度高,雷射雕刻機切割速度又快,故能獲得良好的切割質量。

  ①切縫窄,雷射激光切割的割縫一般在0.10~0.20mm,節省材料。

  ②割縫邊緣垂直度好,切割面光滑無毛刺,表面粗糙度一般控制在 Ra:12.5 以上。

  ③熱影響區小:雷射激光加工的雷射激光割縫細、速度快、能量集中,因此傳到被切割材料上的熱量 小,引起材料的變形也非常小,雷射打標機在某些場合,其熱影響區寬度在 0.05mm 以下。

  (2)能切割多種材料,既能切割金屬材料又 能切割各種非金屬材料。

  (3)切割時割炬等與工件無接觸,沒有工具的磨損問題,易於實現無人化自動控制,提高切割效率。

  (4)良好的切割環境切割時沒有強烈的輻射雷射焊接機、噪聲和環境汙染,為操作者身體健康創造了好的工作場所。

  二:機型特點:

  1.實用新型專利一體式設計,可分別搭載不同的類型或廠家的光源,結構緊湊可 靠、經濟合理;

  2.采用光學大理石平台,雷射切割機防震動框架設計,適合高速運動,穩定性高;

  3.高精度、全反饋直線電機工作平台,速度快;可選配大幅面高精度視覺定位,自動校正;

  4.多功能集成控制、自主研發專利軟件,加工過程軟件自動控制,軟件界面實時反饋,顯示各功能和各部位加工狀態; 非接觸式加工方式,無機械應力變形。