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原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-03 人气:1

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由于受激准分子激光的气体组成之一是氟,而氟是有毒气体,因而需要有效的气体处理协议。因为安全原因,这些气体是储存在激光系统外良好通风的地方,受监控的气体箱放在工厂外,JPSA的设备就是这样的。

另一方面,DPSS激光有很高的重复率和作为其特色的低操作成本。不像受激准分子激光,DPSS激光可以把激光直径聚焦成很小。小光斑与高脉冲频率(DPSS为50,000 Hz,受激准分子激光为400 Hz)结合在一起,使得DPSS激光在快速切削(切片或切割)工艺方面的效率更高。用DPSS激光加工的构件转角半径大小相当于光斑直径,最小达2.5微米。在对转角加工要求较高的应用中,通常用带掩膜的受激准分子激光。


圆柱形氧化铝构件上的槽是用单个钻台钻出来
的,而紫外激光则对30微米宽的槽进行“车削加工”

激光类型、波长和能量密度的选择主要取决于材料、构件形状和零件厚度。通常,较短的波长(例如一些受激准分子激光波长短到157纳米)用于清除某些物质和基于特氟龙的物质时效果很好,而较长的波长更适合于陶瓷、金属和某些聚合体。

打孔问题

毛剌几乎是每一种制孔工艺都会遇到的问题。“毛剌”是紫外激光加工过程产生的,尽管手指甲感觉不到,但它还是会影响生物医学设备的性能。在激光加工过程中,转变成等离子并从表面去除掉的材料会快速冷却成固态。如果没有被这些激光系统的抽真空设备收集起来,这些物质会在被加工构件的四周冷凝下来。冷凝下来的物质只有几微米高,但对于25微米直径的孔来说是不小的。我们可以在被加工物件上加一个保护性涂层来限制这种冷凝效应。换句话说,冷凝物质可以用二次电抛光或化学处理的方式去除掉。

几乎任何激光加工的构件都存在锥形。对于典型的激光加工工艺,锥角在4度半角到15度半角之间。0度孔可用复杂的方法加工出来,这种复杂的方法需要管理激光能量密度和连续改变光束的聚焦点(本质上就是把焦点调整到孔内),但是这种办法很费时,因而成本很高。


如图所示,生产用紫外激光系统的大小相当于一个小型垂直加工中心。
必须对激光加工工艺的副产品有毒气体进行适当的处理。

精确定位

JPSA花了大量时间开发精确定位,特别是对重复性的大量工作。其目标是创造一种零件承载平台,该零件承载平台上放了许多零件,保证零件承载平台一旦对齐,上面所有的零件都与机器对齐。平台定位还可提高劳动效率。在激光加工零件时,操作人员可以为另一个零件承载平台摆放待加工零件。在大批量生产时,JPSA用自动零件输送装置在零件承载平台上摆放或取走零件。

对于许多生物医学零件来说,零件的污染是一个大问题,承载平台可以涂覆一层特氟龙。一些用户竟然要求操作人员在处理零件时要戴上特殊类型的手套(例如无乳胶或无粉末手套)。对于其它客户,这就不是大问题了,因为这些零件还要经历一些后期处理,以便清除污染。

“与客户的质量控制部门密切配合,保证正确的后续处理过程是很重要的。” Kallgren先生说。

做家庭作业

随着新技术的集成,紫外激光加工系统的学习需要一定的时间。要深入了解这种加工工艺,最好的办法是花些时间与目前正在使用这种激光加工技术的工厂聊聊,了解这种可供选择的加工工艺的内容,从而减少学习时间。 (
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