Peiriant Prosesu Laser dan Arweiniad Micro Waterjet

Disgrifiad Byr:

Wrth i weithgynhyrchu barhau i fynnu mwy o gywirdeb a chynhyrchiant, mae technoleg laser dan arweiniad jet dŵr (WJGL) yn ennill momentwm o ran mabwysiadu peirianneg a photensial y farchnad. Mewn sectorau pen uchel fel awyrofod, electroneg, dyfeisiau meddygol, a gweithgynhyrchu modurol, gosodir gofynion llym ar gywirdeb dimensiynol, uniondeb ymyl, rheoli parth yr effeithir arno gan wres (HAZ), a chadw priodweddau deunyddiau. Mae prosesau confensiynol—peiriannu mecanyddol, torri thermol, a phrosesu laser safonol—yn aml yn cael trafferth gydag effaith thermol ormodol, microgracio, a chydnawsedd cyfyngedig â deunyddiau hynod adlewyrchol neu sy'n sensitif i wres.

Anfonwch e-bost atom ni

Nodweddion

Diagram Manwl

Cyflwyniad

Wrth i weithgynhyrchu barhau i fynnu mwy o gywirdeb a chynhyrchiant,laser dan arweiniad jet dŵr (WJGL)Mae technoleg yn ennill momentwm o ran mabwysiadu peirianneg a photensial y farchnad. Mewn sectorau pen uchel fel awyrofod, electroneg, dyfeisiau meddygol, a gweithgynhyrchu modurol, gosodir gofynion llym ar gywirdeb dimensiynol, uniondeb ymyl, rheoli parth yr effeithir arno gan wres (HAZ), a chadw priodweddau deunyddiau. Mae prosesau confensiynol—peiriannu mecanyddol, torri thermol, a phrosesu laser safonol—yn aml yn cael trafferth gydag effaith thermol ormodol, microgracio, a chydnawsedd cyfyngedig â deunyddiau hynod adlewyrchol neu sy'n sensitif i wres.

I fynd i'r afael â'r cyfyngiadau hyn, cyflwynodd ymchwilwyr jet dŵr micro cyflym i'r broses laser, gan greu WJGL. Yn y cyfluniad hwn, mae'r jet dŵr yn gwasanaethu ar yr un pryd felcyfrwng tywys trawstacyfrwng oerydd/tynnu malurion effeithiol, gan wella ansawdd y toriad ac ehangu cymhwysedd deunydd. Yn gysyniadol, mae WJGL yn hybrid arloesol o brosesu laser traddodiadol a thorri jet dŵr, gan gynnig dwysedd ynni uchel, manwl gywirdeb uchel, a difrod thermol wedi'i leihau'n sylweddol - priodoleddau sy'n cefnogi ystod eang o senarios gweithgynhyrchu manwl gywir.

Peiriant Prosesu Laser dan Arweiniad Micro Waterjet

Egwyddor Weithio Laser dan Arweiniad Jet Dŵr

Fel y dangosir yn Ffig. 1, y cysyniad canolog o WJGL yw trosglwyddo ynni laser trwy jet dŵr parhaus, gan weithredu'n effeithiol fel "ffibr optegol hylif." Mewn ffibrau optegol confensiynol, mae golau'n cael ei arwain ganadlewyrchiad mewnol cyflawn (TIR)oherwydd y gwahaniaeth mynegai plygiannol rhwng y craidd a'r cladin. Mae WJGL yn defnyddio'r un mecanwaith yn yrhyngwyneb dŵr-aer: mae gan ddŵr fynegai plygiannol o tua1.33, tra bod aer o gwmpas1.00Pan fydd y laser yn cael ei gyplysu i'r jet o dan amodau priodol, mae TIR yn cyfyngu'r trawst o fewn y golofn ddŵr, gan alluogi lledaeniad sefydlog, isel-ddargyfeiriol tuag at y parth peiriannu.

Ffig. 1 Nodweddion prosesu laser dan arweiniad jet dŵr (sgematig)

Dyluniad Ffroenell a Ffurfiant Micro-Jet

Mae cyplu laser effeithlon i'r jet yn gofyn am ffroenell sy'n gallu cynhyrchu micro-jet sefydlog, parhaus, bron yn silindrog, gan ganiatáu i'r laser fynd i mewn ar ongl addas i gynnal TIR ar y ffin dŵr-aer. Gan fod sefydlogrwydd jet yn llywio sefydlogrwydd trosglwyddo trawst a chysondeb ffocws yn gryf, mae systemau WJGL fel arfer yn dibynnu ar reolaeth hylif fanwl gywir a geometreg ffroenell wedi'u peiriannu'n ofalus.

Mae Ffigur 2 yn dangos cyflyrau jet cynrychioliadol a gynhyrchir gan wahanol fathau o ffroenellau (e.e., dyluniadau capilar a dyluniadau conigol amrywiol). Mae geometreg y ffroenell yn dylanwadu ar gyfangiad y jet, hyd sefydlog, datblygiad tyrfedd, ac effeithlonrwydd cyplu—gan effeithio felly ar ansawdd peiriannu ac ailadroddadwyedd.

Mae dŵr hefyd yn arddangos amsugno a gwasgariad sy'n ddibynnol ar donfedd. Yn yr ystodau gweladwy ac is-goch agos, mae amsugno'n gymharol isel, gan gefnogi trosglwyddiad effeithlon. Mewn cyferbyniad, mae amsugno'n cynyddu yn yr ystodau is-goch pell ac uwchfioled, felly mae'r rhan fwyaf o weithrediadau WJGL yn gweithredu yn y bandiau gweladwy i is-goch agos.

Ffig. 2 Strwythurau ffroenell ar gyfer ffurfio micro-jet: (a) cynllun crebachu; (b) ffroenell capilarïaidd; (c) ffroenell gonigol; (d) ffroenell gonigol uchaf; (e) ffroenell gonigol isaf

Manteision Allweddol WJGL

Mae llwybrau peiriannu traddodiadol yn cynnwys torri mecanyddol, torri thermol (e.e., plasma/fflam), a thorri laser confensiynol. Mae peiriannu mecanyddol yn seiliedig ar gyswllt; gall gwisgo offer a grymoedd torri achosi micro-ddifrod ac anffurfiad, gan gyfyngu ar gywirdeb a chyfanrwydd arwyneb y gellir ei gyflawni. Mae torri thermol yn effeithlon ar gyfer adrannau trwchus ond fel arfer mae'n cynhyrchu HAZ mawr, straen gweddilliol, a micrograciau sy'n lleihau perfformiad mecanyddol. Gall prosesu laser confensiynol, er ei fod yn amlbwrpas, ddioddef o HAZ cymharol fawr a pherfformiad ansefydlog ar ddeunyddiau adlewyrchol iawn neu sy'n sensitif i wres.

Fel y crynhoir yn Ffig. 3, mae WJGL yn defnyddio dŵr fel y cyfrwng trosglwyddo ac oerydd cydamserol, gan leihau HAZ yn sylweddol ac atal ystumio a microgracio, a thrwy hynny wella cywirdeb ac ansawdd ymyl/arwyneb (gweler Ffig. 4). Gellir crynhoi ei fanteision fel a ganlyn:

Difrod thermol isel ac ansawdd gwellMae'r capasiti gwres penodol uchel a'r llif parhaus o ddŵr yn tynnu gwres yn gyflym, gan gyfyngu ar gronni thermol a helpu i gadw microstrwythur a phriodweddau.
Sefydlogrwydd ffocws a defnydd ynni gwellMae cyfyngu o fewn y jet yn lleihau gwasgariad a cholli ynni o'i gymharu â lluosogi gofod rhydd, gan alluogi dwysedd ynni uwch a phrosesu mwy cyson—yn addas iawn ar gyfer torri mân, micro-ddrilio, a geometregau cymhleth.
Gweithrediad glanach a mwy diogelMae'r cyfrwng dŵr yn dal ac yn tynnu mwg, gronynnau a malurion, gan leihau halogiad yn yr awyr a gwella diogelwch galwedigaethol.

Ffig. 3 Cymhariaeth rhwng prosesu laser confensiynol a WJGL
Ffig. 4 Cymhariaeth o dechnolegau torri a drilio nodweddiadol

Meysydd Cymhwyso

1) Awyrofod

Mae cydrannau awyrofod yn aml yn defnyddio deunyddiau perfformiad uchel fel aloion titaniwm, aloion nicel, CFRP, CMC, a serameg, sy'n heriol i'w peiriannu wrth gynnal cywirdeb ac effeithlonrwydd. Gyda'i ddwysedd ynni uchel cyfun ac oeri effeithiol, mae WJGL yn galluogi torri cywir gyda HAZ llai, gan leihau anffurfiad a dirywiad eiddo a chefnogi rhannau sy'n hanfodol i ddibynadwyedd.

2) Dyfeisiau Meddygol

Mae gweithgynhyrchu dyfeisiau meddygol yn gofyn am gywirdeb, glendid ac uniondeb arwyneb eithriadol ar gyfer cynhyrchion fel offerynnau lleiaf ymledol, mewnblaniadau, a dyfeisiau diagnostig/therapiwtig. Trwy oeri a glanhau'r parth peiriannu gyda llif dŵr, mae WJGL yn lleihau difrod thermol a halogiad arwyneb, gan wella cysondeb a chefnogi biogydnawsedd. Mae hefyd yn galluogi cynhyrchu manwl gywirdeb geometregau cymhleth ar gyfer dyfeisiau wedi'u haddasu.

3) Electroneg

Mewn microelectroneg a gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, defnyddir WJGL yn helaeth ar gyfer disio wafers, pecynnu sglodion, a micro-strwythuro oherwydd ei gywirdeb uchel a'i effaith thermol isel. Mae oeri dŵr yn lliniaru difrod a achosir gan wres i gydrannau sensitif, gan wella dibynadwyedd a sefydlogrwydd perfformiad.

4) Peiriannu Diemwnt

Ar gyfer diemwnt a rhannau deunyddiau caled iawn eraill, mae WJGL yn cynnig torri a drilio manwl gywir gydag effaith thermol isel, straen mecanyddol lleiaf, effeithlonrwydd uchel, ac ansawdd ymyl/arwyneb uwch. O'i gymharu â dulliau mecanyddol confensiynol a rhai technegau laser, mae WJGL yn aml yn fwy effeithiol wrth gadw cyfanrwydd deunydd ac atal diffygion.

Cwestiynau Cyffredin Laser dan Arweiniad Jet Dŵr (WJGL)

1) Beth yw peiriannu Laser dan Arweiniad Jet Dŵr (WJGL)?

Mae WJGL yn ddull prosesu laser lle mae'r trawst laser yn cael ei gyplysu i mewn i jet dŵr micro. Mae'r jet dŵr yn gweithredu fel cyfrwng tywys y trawst a chyfrwng oeri/tynnu malurion, gan alluogi cywirdeb uchel gyda llai o ddifrod thermol.

2) Sut mae WJGL yn gweithio?

Mae WJGL yn dibynnu ar adlewyrchiad mewnol cyflawn ar y rhyngwyneb dŵr-aer. Gan fod gan ddŵr ac aer fynegeion plygiannol gwahanol, gellir cyfyngu a thywys y laser o fewn y golofn ddŵr—yn debyg i "ffibr optegol hylif"—a'i ddanfon yn sefydlog i'r parth peiriannu.

3) Pam mae WJGL yn lleihau'r parth yr effeithir arno gan wres (HAZ)?

Mae'r dŵr sy'n llifo'n barhaus yn tynnu gwres yn effeithlon oherwydd ei gapasiti gwres uchel. Mae hyn yn atal cronni gwres, gan leihau HAZ, ystumio, a microgracio.

4) Beth yw'r prif fanteision o'i gymharu â phrosesu laser confensiynol?

Mae manteision allweddol fel arfer yn cynnwys:

Gofynion ailffocysu llai neu ddim gofynion ailffocysu o gwbl; addas ar gyfer torri anplanar/3D
Waliau cerf mwy cyson, cyfochrog ac ansawdd torri gwell
Effaith thermol sylweddol is (HAZ llai)
Prosesu glanach: mae dŵr yn dal gronynnau ac yn helpu i atal dyddodiad/halogiad
Llai o ffurfio burr: mae'r jet yn helpu i daflu deunydd tawdd o'r cerf

Amdanom Ni

Mae XKH yn arbenigo mewn datblygu, cynhyrchu a gwerthu gwydr optegol arbennig a deunyddiau crisial newydd mewn technoleg uchel. Mae ein cynnyrch yn gwasanaethu electroneg optegol, electroneg defnyddwyr, a'r fyddin. Rydym yn cynnig cydrannau optegol Saffir, gorchuddion lensys ffonau symudol, Cerameg, LT, Silicon Carbide SIC, Cwarts, a wafers crisial lled-ddargludyddion. Gyda arbenigedd medrus ac offer arloesol, rydym yn rhagori mewn prosesu cynhyrchion ansafonol, gan anelu at fod yn fenter uwch-dechnoleg deunyddiau optoelectroneg flaenllaw.