锐科激光100W MOPA脉冲激光器在汽车新能源、五金机械、精密加工等行业打孔工艺案例
低功率 MOPA 激光器主要使用在为打标、深雕等,相比传统应用工艺具备加工精度高、效率高等优势,相比较常规激光器,MOPA 打标机的突出特点为脉宽可调,频率范围大。各种参数组合多,可加工多种材质,且应用效果多样。本文主要介绍了100W MOPA脉冲激光器在新能源、汽车、五金机械和精密电子行业的打孔应用工艺,以期为客户在实际工艺应用方面提供参考。
相比传统钻孔方式,脉冲激光打孔具有较大优势,大多数表现在四个方面:(1)非接触式,无工具磨损,无机械应力;(2)不受材料材质、加工孔型等限制;(3)加工精度高,效率高;(4)设备灵活,适合自动化产线。因此,脉冲激光加工的钻孔工艺被大范围的应用于精密电子、航空航天、医疗、五金机械、汽车等行业。
常见的脉冲打孔方式加工方式有单脉冲打孔、多脉冲打孔、环形扫描打孔、螺旋扫描打孔等。单脉冲打孔方式利用一个脉冲加工一次,形成一个熔融区,效率高,需要较高的单脉冲能量。多脉冲打孔方式通过高重复频率的多个脉冲加工在材料同一位置,通过多次加工获得所需孔。环形扫描打孔利用聚焦光束在材料上,根据所加工的形状轮廓,制定工件运动轨迹,形成孔。螺旋打孔指采用螺旋线轨迹方式在加工材料上移动。单/多脉冲钻孔加工方式受光斑圆度和聚焦光斑大小影响比较大,打孔的大小比较受限制,适合加工较小的孔,效率高,简单易操作,精度低,适合工艺要求不高的打孔。后两种打孔方式属于轮廓法,将光束旋转起来,对材料来切割,能轻松实现异性孔打孔,不受激光光斑及圆度影响,孔径大小可调,光路复杂,操作复杂,精度高。四种加工方式各有各的优缺点,可根据加工真实的情况选择。
脉冲激光打孔影响因素有平均功率、脉冲宽度、重复频率、单脉冲能量、功率密度、扫描速度、线间距等,其中脉宽及平均功率是主要影响作用。打孔质量主要从孔直径、圆度、间距、锥度、径深比、边缘形貌等方面评估。
金属支撑架打孔,应用于新能源行业,具有多孔结构的不锈钢作为气体传递的流道,组装出以氢氧为燃料和氧化剂的燃料电池,使得燃料电池结构更紧凑。
效果:边长20mm方形区域内,孔数目10000个,间距0.2mm,效率67s,正面孔径40μm,背面孔径12μm,材料无明显变形,孔径较好,边缘热影响区域小,无明显飞溅。
极片打孔,应用于新能源电池行业,在极片上进行微孔阵列结构,增加电解液接触面积,提高了电解液浸润能力,可快速充放电,来提升电池性能。
金属面板打孔,应用精密电子行业,不锈钢薄片透气孔,微米级孔径,用于气体的流动,为保障气流的稳定性,对孔径一致性要求比较高。
效果:直径16mm圆形区域内,孔数目1141个,整体节拍8s。正面孔径24μm,背面孔径5μm,材料无明显变形,孔径较好,边缘热影响区域小,无明显飞溅。
金属连接器件打孔,主要使用在五金机械行业,圆形铝管打孔,能够适用于器件链接。
铝合金内饰条钻孔,用于汽车行业,汽车内饰条透光效果,密集微孔实现各种图案的透光孔效果,可通过孔大小和密集程度控制透光亮度。
效果:孔正面直径约50μm,背面直径约20μm,孔圆心间距0.1mm。一万个孔7s。表面十分光滑,无毛刺,热影响小,无变形。
100W脉冲光纤激光器可用于大多数金属和部分非金属打孔,适用性广。对于不同金属材质,当材料厚度一样,打孔效果差异较小;对于非金属,如陶瓷、玻璃、塑料等,材质和厚度对打孔效果影响比较大。孔径<100μm,易采用多脉冲打点方式实现打孔;孔径≥100μm,可采用螺旋或环形扫描方式对材料逐层去除实现打孔。
本文主要介绍了锐科100W MOPA脉冲激光器在各行业的打孔应用案例,而MOPA脉冲光纤激光器的应用工艺十分多样,还能应用于3C电子焊接、电池盖打码、钢壳/阳极铝打黑、黄铜/铝合金等切割、氧化层清洗等(更多产品介绍查看:)。未来,锐科激光300747)将紧跟各行业发展需求,联合各行业企业组织更多前沿的工艺应用案例。欢迎有产品应用需求的客户,和我们联系打样咨询。