ซิลิคอนไนไตรด์ (Si₃N₄) เป็นหนึ่งในเซรามิกวิศวกรรมที่มีความต้องการมากที่สุดสำหรับการแปรรูปด้วยเลเซอร์ มีความแข็งสูง ทนทานต่อการแตกหักเป็นเลิศ และทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง แบริ่ง เซรามิกที่มีโครงสร้าง การบินและอวกาศ และการใช้งานด้านพลังงานใหม่-แต่ยังมีความไวอย่างยิ่งต่อพารามิเตอร์เลเซอร์ที่ไม่เหมาะสมอีกด้วย
การเลือกแหล่งเลเซอร์ที่เหมาะสมเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ การผลิตที่มีเสถียรภาพต้องใช้การผสมผสานความยาวคลื่น กลยุทธ์การตัด การควบคุมการเคลื่อนไหว ความช่วยเหลือด้านก๊าซ และการจัดการความร้อนร่วมกันอย่างถูกต้อง
คู่มือนี้จะอธิบายโซลูชันกระบวนการเชิงปฏิบัติที่ใช้สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ Si₃N₄ ทางอุตสาหกรรม
1. เลือกเลเซอร์ที่เหมาะสม
การใช้งานที่แตกต่างกันต้องใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ที่แตกต่างกัน
แอปพลิเคชัน | แนะนำเลเซอร์ | ความหนาทั่วไป |
พื้นผิวเซรามิกที่มีความแม่นยำ | เครื่องตัดเลเซอร์ยูวี 355 นาโนเมตร | 0.1–3 มม |
| เซรามิกโครงสร้างหนา | เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ QCW | 3–11 มม |
| ส่วนประกอบทางการแพทย์และการบินและอวกาศ | เลเซอร์ Picosecond/Femtosecond | 0.05–1 มม |
สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ การตัดด้วยเลเซอร์ UV 355 นาโนเมตรมอบความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความแม่นยำและความสามารถในการผลิต
2. เลเซอร์ไฟเบอร์ UV หรือ QCW?
| รายการ | ยูวีเลเซอร์ | QCW ไฟเบอร์เลเซอร์ |
| ความหนา | 0.1–3 มม | 3–11 มม |
| ความกว้างเคอร์ฟ | แคบ | กว้างขึ้น |
| คุณภาพขอบ | ยอดเยี่ยม | ดี |
| โซนได้รับผลกระทบจากความร้อน | เล็กมาก | ใหญ่กว่า |
| ความเร็วในการผลิต | ปานกลาง | สูง |
แนะนำให้ใช้เลเซอร์ UV สำหรับพื้นผิวเซรามิกที่มีความแม่นยำ ในขณะที่เลเซอร์ไฟเบอร์ QCW เหมาะกว่าสำหรับชิ้นส่วน Si₃N₄ ที่มีโครงสร้างหนาซึ่งให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพการผลิตเป็นอันดับแรก
3. ใช้เลเยอร์-ต่อ-การตัดเลเยอร์
ไม่ควรตัดซิลิคอนไนไตรด์ด้วยการผ่านลึกเพียงครั้งเดียว
โดยทั่วไปแล้วการผลิตทางอุตสาหกรรมจะใช้การตัดเฉือนหลาย-ผ่านเลเยอร์-ต่อ- ซึ่งช่วยให้:
›>>ลดความเครียดจากความร้อน
›››ลดการบิ่นของขอบให้เหลือน้อยที่สุด
›››ปรับปรุงความแม่นยำของมิติ
›››ลดความเสี่ยงของการแตกร้าวล่าช้า
กลยุทธ์การตัดแบบควบคุมมีความสำคัญมากกว่าการเพิ่มกำลังเลเซอร์เพียงอย่างเดียว
4. ปรับเส้นทางการตัดให้เหมาะสม
การวางแผนเส้นทางที่เหมาะสมช่วยปรับปรุงคุณภาพการตัดได้อย่างมาก
กลยุทธ์ที่แนะนำ ได้แก่ :
›››ตัดส่วนด้านในก่อนสร้างโครงร่างด้านนอก
›››ลดความเร็วอัตโนมัติเมื่อถึงมุมหักมุม
›››ใช้เส้นทางนำ-เข้าและออก-อย่างราบรื่น
›››กระจายความร้อนอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้นงานขนาดใหญ่
วิธีการเหล่านี้ช่วยลดความเข้มข้นของความเครียดและปรับปรุงความสม่ำเสมอ
5. ใช้ไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง-
ก๊าซไนโตรเจนช่วย:
›››ลดการเกิดออกซิเดชัน
›››ขจัดวัสดุที่หลอมเหลว
›››ทำให้บริเวณตัดเย็นลง
›››ผลิตขอบที่สะอาดยิ่งขึ้น
สำหรับการประมวลผล Si₃N₄ คุณภาพสูง- โดยทั่วไปควรใช้ไนโตรเจนมากกว่าอากาศอัด
6. ตรวจสอบความเสถียรของเครื่องจักร
เครื่องตัดเลเซอร์ซิลิคอนไนไตรด์ประสิทธิภาพสูง-ควรประกอบด้วย:
›››ฐานเครื่องหินแกรนิต
›››ระบบการเคลื่อนที่ของมอเตอร์เชิงเส้น
›››โต๊ะทำงานสุญญากาศที่แม่นยำ
›››เครื่องสแกนกระแสไฟฟ้าที่มีความเสถียรสูง-
››ระบบการจัดตำแหน่งการมองเห็น
กลไกที่มีความเสถียรถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรักษาความแม่นยำในการตัดระหว่างการดำเนินการผลิตที่ยาวนาน
7. ตรวจสอบประสิทธิภาพการผลิต
การประเมินเครื่องจักรควรมุ่งเน้นไปที่ความสม่ำเสมอในการผลิตมากกว่าตัวอย่างเดียว
ตัวชี้วัดสำคัญได้แก่:
›››ความกว้างของรอยตัดที่มั่นคง
›››ความแม่นยำของมิติที่สม่ำเสมอ
›››การบิ่นขอบต่ำ
›››ความเสียหายจากความร้อนน้อยที่สุด
›››การดำเนินงานระยะยาวที่เชื่อถือได้-
การทดสอบการผลิตอย่างต่อเนื่องให้การประเมินที่สมจริงมากกว่าการสาธิตชิ้นส่วนเดียว
8. ความสามารถด้านความหนาโดยทั่วไป
| ประเภทเลเซอร์ | ความหนาที่แนะนำ |
| เลเซอร์ยูวี 355 นาโนเมตร | 0.1–3 มม |
| QCW ไฟเบอร์เลเซอร์ | 1–11 มม |
| เลเซอร์ Picosecond/Femtosecond | ชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง-บางเฉียบ |
ด้วยการพัฒนากระบวนการที่เหมาะสมที่สุด YCLASER รองรับการตัดด้วยเลเซอร์ Si₃N₄ สูงถึง 11 มม. ขึ้นอยู่กับเกรดวัสดุ รูปทรง และข้อกำหนดด้านคุณภาพ
บทสรุป
การตัดด้วยเลเซอร์ Si₃N₄ ที่ประสบความสำเร็จนั้นต้องการมากกว่าการเลือกเลเซอร์ที่เหมาะสม ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดมาจากการรวมความยาวคลื่นที่เหมาะสมเข้ากับเส้นทางการตัดที่ได้รับการปรับปรุง การตัดเฉือนแบบชั้น-ต่อ- ไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง- และแท่นการเคลื่อนที่ที่มั่นคง
สำหรับพื้นผิวที่มีความแม่นยำ เครื่องตัดเลเซอร์ UV 355 นาโนเมตรมอบคุณภาพขอบที่ยอดเยี่ยมและความเสียหายจากความร้อนน้อยที่สุด สำหรับเซรามิกที่มีโครงสร้างหนาขึ้น เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ QCW จะให้ผลผลิตที่สูงขึ้น ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพการตัดที่เชื่อถือได้
เหตุใดจึงเลือก YCLASER
ยคลาเซอร์เชี่ยวชาญด้านการตัดด้วยเลเซอร์เซรามิกขั้นสูง รวมถึง Si₃N₄, AlN, Al₂O₃, SiC และเซอร์โคเนีย เราให้บริการการทดสอบตัวอย่าง การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ และการสนับสนุนการใช้งานฟรี เพื่อช่วยลูกค้าประเมินโซลูชันที่ดีที่สุดก่อนที่จะลงทุนในอุปกรณ์
ส่งภาพวาดหรือตัวอย่างของคุณมาให้เรา-เราจะแนะนำกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ
