{"id":20026,"date":"2020-09-10T06:27:45","date_gmt":"2020-09-10T06:27:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=20026"},"modified":"2020-09-10T06:27:49","modified_gmt":"2020-09-10T06:27:49","slug":"what-method-is-efficient-and-reliable-for-micro-machining-less-than-150-%ce%bcm","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/jaka-metoda-jest-wydajna-i-niezawodna-dla-mikro-obrobki-mniej-niz-150-%ce%bcm\/","title":{"rendered":"Jaka metoda jest wydajna i niezawodna w przypadku mikroobr\u00f3bki poni\u017cej 150 \u03bcm?"},"content":{"rendered":"
\n

Nowa generacja technologii bezpo\u015bredniego wtrysku do cylindra jest g\u0142\u00f3wn\u0105 technologi\u0105 w dziedzinie silnik\u00f3w samochodowych. Dok\u0142adnie wtryskuje paliwo do cylindra przez wtryskiwacz paliwa i ca\u0142kowicie miesza si\u0119 z powietrzem wlotowym, aby zapewni\u0107 pe\u0142ne dzia\u0142anie ka\u017cdej kropli paliwa.<\/p>\n\n\n\n

Jak wida\u0107 na poni\u017cszym rysunku, na wtryskiwaczu rozmieszczone s\u0105 mikro pory, kt\u00f3rych \u015brednica jest mniejsza ni\u017c 150 mikron\u00f3w. \u015arednica otworu, chropowato\u015b\u0107 powierzchni, po\u0142o\u017cenie, kszta\u0142t itp. maj\u0105 bezpo\u015bredni wp\u0142yw na wydajno\u015b\u0107 wtryskiwacza, dlatego istniej\u0105 surowe wymagania dotycz\u0105ce przetwarzania. Jednocze\u015bnie, aby osi\u0105gn\u0105\u0107 op\u0142acalno\u015b\u0107, czas obr\u00f3bki ka\u017cdego mikrootworu musi by\u0107 kontrolowany w ci\u0105gu kilku sekund.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Problem polega wi\u0119c na tym, \u017ce wymagania dotycz\u0105ce obr\u00f3bki mikrootwor\u00f3w wtryskiwaczy znacznie przekraczaj\u0105 mo\u017cliwo\u015bci tradycyjnej technologii wiercenia mechanicznego. Jaki proces jest u\u017cywany do dok\u0142adnej obr\u00f3bki tych mikrootwor\u00f3w?<\/p>\n\n\n\n

Tradycyjna metoda obr\u00f3bki a innowacyjna technologia obr\u00f3bki mikrootwor\u00f3w<\/h2>\n\n\n\n

Obecnie powszechne metody obr\u00f3bki mikrootwor\u00f3w wtryskiwacza obejmuj\u0105 g\u0142\u00f3wnie wiercenie mechaniczne, EDM i obr\u00f3bk\u0119 laserem femtosekundowym.<\/p>\n\n\n\n

Koszt wiercenia mechanicznego jest najwy\u017cszy. Poniewa\u017c narz\u0119dzie do wiercenia ma\u0142ych otwor\u00f3w jest drogie, \u0142atwo zu\u017cywa si\u0119 w procesie obr\u00f3bki, a narz\u0119dzie ma ryzyko p\u0119kni\u0119cia, co bezpo\u015brednio wp\u0142ywa na sp\u00f3jno\u015b\u0107 obr\u00f3bki mikrootworu i uzysk produktu, a koszt materia\u0142\u00f3w eksploatacyjnych jest wysoki.<\/p>\n\n\n\n

Chocia\u017c EDM jest nieco bardziej elastyczny ni\u017c wiercenie mechaniczne, jego wydajno\u015b\u0107 obr\u00f3bki jest niska, a chropowato\u015b\u0107 powierzchni nie jest idealna. W szczeg\u00f3lno\u015bci na obrabianej powierzchni pojawi si\u0119 warstwa przetopu. Jednocze\u015bnie musimy r\u00f3wnie\u017c wzi\u0105\u0107 pod uwag\u0119 koszt elektrody i stabilno\u015b\u0107 procesu.<\/p>\n\n\n\n

Jednak laser femtosekundowy nie mo\u017ce wytwarza\u0107 ciep\u0142a w procesie obr\u00f3bki, a mikrootw\u00f3r obrabiany laserem femtosekundowym nie ma warstwy przetapiania i zadzior\u00f3w, co mo\u017ce uzyska\u0107 wyra\u017aniejsze ostre kraw\u0119dzie i lepsz\u0105 jako\u015b\u0107 powierzchni, co przed\u0142u\u017ca \u017cywotno\u015b\u0107 dyszy.<\/p>\n\n\n\n

Na przyk\u0142adzie otworu o \u015brednicy 150 \u03bcm i g\u0142\u0119boko\u015bci 0,5 mm por\u00f3wnuje si\u0119 wyniki obr\u00f3bki EDM i lasera femtosekundowego<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Lewa strona rysunku pokazuje mikro otw\u00f3r obrabiany przez EDM, a prawa strona pokazuje mikro otw\u00f3r obrabiany laserem femtosekundowym<\/p>\n\n\n\n

It is worth mentioning that we are not unfamiliar with laser processing. So, what’s the difference between femtosecond laser and nanosecond laser and picosecond laser we often hear?<\/p>\n\n\n\n

Let’s make clear the time unit conversion first<\/p>\n\n\n\n

1ms =0,001s=10-3<\/sup>s <\/p>\n\n\n\n

1\u03bcs=0.000001s=10-6<\/sup>s\u00a0<\/p>\n\n\n\n

1ns=0.0000000001s=10-9<\/sup>s<\/p>\n\n\n\n

1ps =0.00000000000001s=10-12<\/sup>s<\/p>\n\n\n\n

1fs = 0,000000000000001s=10-15<\/sup>s<\/p>\n\n\n\n

Je\u015bli zrozumiemy jednostk\u0119 czasu, b\u0119dziemy wiedzie\u0107, \u017ce laser femtosekundowy jest obr\u00f3bk\u0105 laserow\u0105 o niezwykle kr\u00f3tkim impulsie, wi\u0119c tylko on mo\u017ce naprawd\u0119 by\u0107 kompetentny w obr\u00f3bce o wysokiej precyzji.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Istnieje nanosekundowy otw\u00f3r do wiercenia laserem, pikosekundowy otw\u00f3r do wiercenia laserem i otwory do wiercenia laserem femtosekundowym<\/p>\n\n\n\n

Mechanizm dzia\u0142ania lasera femtosekundowego<\/h2>\n\n\n\n

Kiedy laser femtosekundowy dzia\u0142a na obr\u00f3bk\u0119 metalu i niemetalu, zasada jest zupe\u0142nie inna. Na powierzchni metalu znajduje si\u0119 du\u017ca liczba wolnych elektron\u00f3w. Kiedy laser napromieniuje metalow\u0105 powierzchni\u0119, wolne elektrony zostan\u0105 natychmiast podgrzane, a elektrony zderz\u0105 si\u0119 w ci\u0105gu kilkudziesi\u0119ciu sekund lotu. Swobodne elektrony b\u0119d\u0105 przekazywa\u0107 energi\u0119 do sieci krystalicznej i tworzy\u0107 dziury. Jednak energia zderze\u0144 swobodnych elektron\u00f3w jest znacznie mniejsza ni\u017c energii jon\u00f3w, wi\u0119c przewodzenie energii zajmuje du\u017co czasu. Problem ten jednak rozwi\u0105zali chi\u0144scy naukowcy.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Gdy laser femtosekundowy dzia\u0142a na materia\u0142y niemetaliczne, poniewa\u017c na powierzchni materia\u0142\u00f3w znajduje si\u0119 niewiele wolnych elektron\u00f3w, powierzchni\u0119 materia\u0142\u00f3w nale\u017cy zjonizowa\u0107 przed napromieniowaniem laserem, a nast\u0119pnie wygenerowa\u0107 wolne elektrony. Pozosta\u0142e linki s\u0105 zgodne z materia\u0142ami metalowymi. Kiedy laser femtosekundowy jest u\u017cywany do obr\u00f3bki mikrootwor\u00f3w, na pocz\u0105tkowym etapie powstaje niewielki wg\u0142\u0119bienie. Wraz ze wzrostem liczby impuls\u00f3w zwi\u0119ksza si\u0119 g\u0142\u0119boko\u015b\u0107 wykopu. Jednak wraz ze wzrostem g\u0142\u0119boko\u015bci coraz trudniej jest wylatywa\u0107 gruzowi z dna wykopu. W efekcie energia propagacji lasera do dna jest coraz mniejsza i nie mo\u017cna zwi\u0119kszy\u0107 stanu nasycenia g\u0142\u0119boko\u015bci, to znaczy wywierci\u0107 mikrootw\u00f3r.<\/p>\n\n\n\n

Zastosowanie nowej technologii lasera femtosekundowego<\/h2>\n\n\n\n

Pojawia si\u0119 zastosowanie nowej technologii lasera femtosekundowego. G\u0142\u00f3wne bran\u017ce zastosowa\u0144 to: przemys\u0142 p\u00f3\u0142przewodnik\u00f3w, przemys\u0142 energii s\u0142onecznej (zw\u0142aszcza technologia cienkowarstwowa), przemys\u0142 wy\u015bwietlaczy planarnych, mikroodlewanie stop\u00f3w, precyzyjna obr\u00f3bka apertury i struktury elektrod, obr\u00f3bka materia\u0142\u00f3w trudnych w lotnictwie, sprz\u0119t medyczny i inne dziedziny!<\/p>\n\n\n\n

Na tle made in China 2025 tradycyjny przemys\u0142 wytw\u00f3rczy stoi w obliczu g\u0142\u0119bokiej transformacji. Jednym z kierunk\u00f3w jest poprawa wydajno\u015bci i przej\u015bcie do wysokiej klasy precyzyjnej obr\u00f3bki z wy\u017csz\u0105 warto\u015bci\u0105 dodan\u0105 i wy\u017cszymi barierami technicznymi. Obr\u00f3bka laserowa jest w pe\u0142ni zgodna z tym tematem. Lasery i sprz\u0119t do obr\u00f3bki laserowej pojawi\u0142y si\u0119 w zaawansowanych dziedzinach produkcji 3C, takich jak produkcja modu\u0142\u00f3w ekran\u00f3w dotykowych elektroniki u\u017cytkowej, ci\u0119cie p\u0142ytek p\u00f3\u0142przewodnikowych itp., i pokazuj\u0105 nowe perspektywy zastosowa\u0144 w obr\u00f3bce szafiru, zakrzywionej produkcji szk\u0142a i ceramiki.<\/p>\n\n\n\n

Przemys\u0142 3C<\/h3>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Jako typowy przedstawiciel lasera ultrakr\u00f3tkiego impulsu, laser femtosekundowy charakteryzuje si\u0119 ultrakr\u00f3tk\u0105 szeroko\u015bci\u0105 impulsu i ultrawysok\u0105 moc\u0105 szczytow\u0105. Posiada szerok\u0105 gam\u0119 przedmiot\u00f3w do obr\u00f3bki, szczeg\u00f3lnie nadaje si\u0119 do obr\u00f3bki kruchych materia\u0142\u00f3w i materia\u0142\u00f3w wra\u017cliwych na ciep\u0142o, takich jak szafir, szk\u0142o, ceramika itp., dzi\u0119ki czemu nadaje si\u0119 do mikroprzetwarzania w przemy\u015ble elektronicznym.<\/p>\n\n\n\n

G\u0142\u00f3wnym powodem jest to, \u017ce zastosowanie modu\u0142u identyfikacji odcisk\u00f3w palc\u00f3w w telefonach kom\u00f3rkowych od zesz\u0142ego roku doprowadzi\u0142o do zakupu lasera femtosekundowego. Modu\u0142 linii papilarnych obejmuje obr\u00f3bk\u0119 laserow\u0105: \u2460 ci\u0119cie wafelk\u00f3w, \u2461 ci\u0119cie wi\u00f3r\u00f3w, \u2462 ci\u0119cie ok\u0142adek, \u2463 ci\u0119cie i wiercenie kontur\u00f3w mi\u0119kkich p\u0142yt FPC, \u2464 znakowanie laserowe, itp. W\u015br\u00f3d nich g\u0142\u00f3wnie przetwarzane s\u0105 p\u0142yty szafirowe \/ szklane oraz uk\u0142ad scalony. Apple 6 oficjalnie u\u017cywa identyfikacji odcisk\u00f3w palc\u00f3w od 2015 roku i promuje popularno\u015b\u0107 wielu rodzimych marek. Obecnie wska\u017anik penetracji identyfikacji odcisk\u00f3w palc\u00f3w jest mniejszy ni\u017c 50%. Dlatego wci\u0105\u017c istnieje du\u017ca przestrze\u0144 rozwojowa dla maszyny laserowej wykorzystywanej do przetwarzania modu\u0142u identyfikacji odcisk\u00f3w palc\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n

Jednocze\u015bnie maszyna laserowa mo\u017ce by\u0107 r\u00f3wnie\u017c wykorzystywana do wiercenia PCB, ci\u0119cia wafelk\u00f3w itp., a obszar zastosowa\u0144 stale si\u0119 rozszerza. Szczeg\u00f3lnie przy zastosowaniu w przysz\u0142o\u015bci w telefonach kom\u00f3rkowych kruchych materia\u0142\u00f3w o wysokiej warto\u015bci dodanej, takich jak szafir i ceramika, sprz\u0119t do obr\u00f3bki laserowej stanie si\u0119 wa\u017cn\u0105 cz\u0119\u015bci\u0105 sprz\u0119tu do automatyzacji 3C. Wierzymy, \u017ce laser femtosekundowy odegra w przysz\u0142o\u015bci szerok\u0105 i g\u0142\u0119bok\u0105 rol\u0119 w dziedzinie urz\u0105dze\u0144 do automatycznego przetwarzania 3C.<\/p>\n\n\n\n

silnik samolotu<\/h3>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

For a long time, China’s engine manufacturing technology has always been a bottleneck restricting the development of aerospace industry. The quality of products is not up to standard from two aspects: one is material technology; the other is material processing technology. Femtosecond laser drilling solves this problem!<\/p>\n\n\n\n

W bran\u017cy lotniczej turbina gazowa jest pierwszym z trzech kluczowych element\u00f3w silnika, a jej osi\u0105gi bezpo\u015brednio decyduj\u0105 o jako\u015bci silnika. Jednak temperatura pracy \u0142opatek turbiny silnika lotniczego wynosi co najmniej 1400\u2103, dlatego konieczne jest zastosowanie dok\u0142adnej technologii ch\u0142odzenia cz\u0119\u015bci wysokotemperaturowych, zw\u0142aszcza \u0142opatek.<\/p>\n\n\n\n

Ch\u0142odzenie \u0142opatki jest zwykle osi\u0105gane dzi\u0119ki du\u017cej liczbie otwor\u00f3w w folii o r\u00f3\u017cnych \u015brednicach. \u015arednica otworu wynosi oko\u0142o 100 ~ 700 \u03bcm, a rozk\u0142ad przestrzenny jest z\u0142o\u017cony. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 z nich to otwory pochy\u0142e o k\u0105tach od 15\u00b0 do 90\u00b0. W celu poprawienia wydajno\u015bci ch\u0142odzenia, otwory cz\u0119sto maj\u0105 kszta\u0142t wachlarzowy lub prostok\u0105tny, co bardzo utrudnia obr\u00f3bk\u0119. Obecnie g\u0142\u00f3wn\u0105 metod\u0105 jest EDM o du\u017cej pr\u0119dko\u015bci, ale wytwarzanie elektrody narz\u0119dziowej jest niezwykle trudne, obrabiane cz\u0119\u015bci s\u0105 \u0142atwe do zu\u017cycia, pr\u0119dko\u015b\u0107 przetwarzania jest niska, trudno jest usun\u0105\u0107 wi\u00f3ry z obr\u00f3bki w otworze, nie jest \u0142atwo odprowadza ciep\u0142o, dlatego nie nadaje si\u0119 do masowej produkcji.<\/p>\n\n\n\n

Ponadto, powierzchnia \u0142opatek nowoczesnych silnik\u00f3w jest zwykle pokryta warstw\u0105 pow\u0142oki termoizolacyjnej, kt\u00f3ra jest zwykle materia\u0142em ceramicznym, kt\u00f3ry nie mo\u017ce by\u0107 obrabiany tradycyjn\u0105 EDM, kt\u00f3ra jest kluczow\u0105 technologi\u0105 zaawansowanej produkcji silnik\u00f3w w przysz\u0142o\u015bci. Wraz z rozwojem niemetalizacji materia\u0142\u00f3w \u0142opatek silnika, EDM jest bardziej zawodny. Obr\u00f3bka laserem femtosekundowym ma wiele zalet, takich jak szerokie mo\u017cliwo\u015bci adaptacji, wysoka dok\u0142adno\u015b\u0107 pozycjonowania, brak odkszta\u0142ce\u0144 mechanicznych, brak bezpo\u015bredniego kontaktu i tak dalej. Bardzo dobrze nadaje si\u0119 do obr\u00f3bki mikrootwor\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n

opieka medyczna<\/h3>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Obecnie wszystkie lasery femtosekundowe stosowane w okulistycznym leczeniu refrakcyjnym powinny by\u0107 jednymi z najbardziej dojrza\u0142ych urz\u0105dze\u0144 w medycznym zastosowaniu technologii femtosekundowej. Istnieje r\u00f3wnie\u017c przetwarzanie ekspandera, endoskopu i cewnika i tak dalej.<\/p>\n\n\n\n

W leczeniu medycznym, w por\u00f3wnaniu z laserem o d\u0142ugim impulsie, energia lasera femtosekundowego jest silnie skoncentrowana, prawie nie ma efektu wymiany ciep\u0142a podczas dzia\u0142ania, wi\u0119c nie spowoduje wzrostu temperatury otaczaj\u0105cego \u015brodowiska, co jest bardzo wa\u017cne w zastosowaniach medycznych operacja laserowa. Z jednej strony wzrost temperatury o kilka stopni w jednej chwili stanie si\u0119 fal\u0105 ci\u015bnienia i przeniesie si\u0119 do kom\u00f3rek nerwowych, wywo\u0142uj\u0105c b\u00f3l. Z drugiej strony mo\u017ce spowodowa\u0107 \u015bmiertelne uszkodzenie tkanek biologicznych. Dzi\u0119ki temu laser femtosekundowy mo\u017ce zapewni\u0107 bezbolesne i nieinwazyjne, bezpieczne leczenie.<\/p>\n\n\n\n

Prze\u0142om w technologii femtosekundowego wiercenia laserowego<\/h2>\n\n\n\n

Chocia\u017c technologia femtosekundowego wiercenia laserowego ma tak\u0105 magiczn\u0105 moc, jej rozw\u00f3j jest r\u00f3wnie\u017c bardzo trudny, szczeg\u00f3lnie w wysi\u0142kach integracji system\u00f3w i in\u017cynierii technologicznej, wyst\u0119puj\u0105 r\u00f3\u017cne trudno\u015bci, a moc wyj\u015bciowa jest r\u00f3wnie\u017c ograniczona. Ponadto, jak stworzy\u0107 kompletny zestaw mikroporowatego przemys\u0142u przetw\u00f3rczego, jest r\u00f3wnie\u017c problemem og\u00f3lno\u015bwiatowym. Jednak dzi\u0119ki wysi\u0142kom chi\u0144skich naukowc\u00f3w nie tylko zdali\u015bmy sobie spraw\u0119 z praktyczno\u015bci i integracji systemu, ale tak\u017ce wynale\u017ali\u015bmy technologi\u0119 obr\u00f3bki \u015brub, kt\u00f3r\u0105 mo\u017cna prywatnie dostosowa\u0107 za pomoc\u0105 r\u00f3\u017cnych kszta\u0142t\u00f3w mikropor\u00f3w, o kt\u00f3rych mo\u017cna powiedzie\u0107, \u017ce s\u0105 w czo\u0142\u00f3wce pozycja na \u015bwiecie.<\/p>\n\n\n\n

W dzisiejszych czasach, wraz ze stopniowym podnoszeniem standard\u00f3w emisji w przemy\u015ble motoryzacyjnym w kraju i za granic\u0105, wyzwania dla producent\u00f3w wtryskiwaczy i ich OEM staj\u0105 si\u0119 coraz powa\u017cniejsze. Tradycyjne okr\u0105g\u0142e otwory nie mog\u0105 zaspokoi\u0107 potrzeb klient\u00f3w. Producenci nieustannie poszukuj\u0105 i opracowuj\u0105 specjalne i nowatorskie kszta\u0142ty dysz, aby sprosta\u0107 wymaganiom. Elastyczno\u015b\u0107 i zalety obr\u00f3bki laserem femtosekundowym staj\u0105 si\u0119 coraz bardziej oczywiste.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Specjalne i nowatorskie kszta\u0142ty otwor\u00f3w natryskowych<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

The new generation of in cylinder direct injection technology is the mainstream technology in the field of automobile engine. It accurately injects fuel into the cylinder through the fuel injector and fully mixes with the intake air to give full function to the effect of each drop of fuel. As can be seen from the figure…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[92],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20026"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20026"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20026\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20026"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20026"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20026"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}