為什么說(shuō)光纖激光打標更適于金屬微加工
在各個(gè)行業(yè)應用中，特別是在醫療、汽車(chē)和電子行業(yè)，所需要的元器件越來(lái)越小，已經(jīng)是一個(gè)不爭的事實(shí)。
市場(chǎng)正在使用新的微加工技術(shù)，包括具有優(yōu)良光束質(zhì)量的先進(jìn)激光打標機，來(lái)獲得類(lèi)似于傳統加工技術(shù)的加工效果，但是加工方式卻更便宜、更快速、更靈活。光纖激光打標技術(shù)的成本能比傳統加工技術(shù)便宜兩到三倍。
正在尋求降低制造成本、同時(shí)滿(mǎn)足小型化加工挑戰的批量制造商們，可使用單模光纖激光打標機在一系列材料（包括鋼、鎳、鈦、硅、鋁和銅）上實(shí)現出色的加工效果?？紤]更換電火花加工（EDM）設備的廠(chǎng)商，以及那些正在考慮采用新工藝時(shí)可能轉向532nm 和 355nm 激光器的廠(chǎng)商，都可以考慮使用光纖激光打標機。
微加工：只能看到結果，看不到細節
微加工是指使用諸如鉆孔、切割、劃線(xiàn)和開(kāi)槽這些標準的機加工操作，來(lái)制造非常細小的特征。實(shí)際上并沒(méi)有一個(gè)官方的尺寸標準來(lái)確定何時(shí)一種操作是微加工，但是一個(gè)好的經(jīng)驗法則是，不借助輔助觀(guān)察工具，這些特征就不能被看到，或者說(shuō)你只能看到結果，但是看不到細節。換句話(huà)說(shuō)，你可能不知道對材料做了什么來(lái)獲得特定的加工效果。例如，如果你在一塊銅上鉆了 50μm 的孔，你只會(huì )看到光，但是卻不能看到讓光通過(guò)的孔，到底多大或多小。
光纖激光打標機：正確的微加工工具
在一個(gè)熟練操作工的手中，使用光纖激光打標機用于微加工的最新進(jìn)展，可以創(chuàng )建出想要的特征。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是 ：光纖激光打標機比用于微加工的傳統設備便宜兩到三倍。成功地實(shí)現細小尺寸的微加工，不僅需要正確的工具，而且要具備如何使用工具獲得想要的結果這方面的知識，同時(shí)也要考慮材料去除的質(zhì)量和速度。
例如，Miyachi America 公司最近推出的 LMF2000-SM 單模光纖激光打標機，其特點(diǎn)是具有獨特的參數以及對這些參數的控制能力，能夠實(shí)現細小尺寸特征的微加工和卓越的材料去除速度。
LMF2000-SM 光纖激光打標機，具有極高的光束質(zhì)量，可生成直徑低至 20μm 的聚焦光斑，因此特別適用于各種材料（包括氧化鋁、硅、銅和鋁箔）的劃線(xiàn)和切割。此外，使用具有不同脈沖寬度和峰值功率特性的可選脈沖寬度波形，能夠調整特征表面的去除速度和加工質(zhì)量。
脈沖寬度和峰值功率的獨立控制，相比于傳統的 Q 開(kāi)關(guān)激光器（其提供固定的脈沖寬度/峰值功率設置），具備明顯的控制優(yōu)勢和過(guò)程可調諧性?？焖僖苿?dòng)激光束的掃描頭也是該系統的關(guān)鍵部分，其需要以適當的重復性和精度提供足夠高速的運動(dòng)。
光纖激光微加工技術(shù)可用于各種應用中，例如用于阻焊層的選擇性去除、太陽(yáng)能電池劃線(xiàn)和鉆孔，用于醫用低碳鋼管和流體流動(dòng)控制系統的不銹鋼的鉆孔，以及為快速零件原型制造切割厚度為 0.02 英寸以下的金屬。
光纖激光打標機Vs.其他微加工技術(shù)
單模光纖激光打標機可以替代更昂貴的微加工技術(shù)，包括 EDM 設備或 532nm 和 355nm 的 Nd ：YVO4 激光器。
圖 1 中顯示了光纖激光打標機是可以替代 EDM 機器的。左圖中顯示了使用光纖激光打標機，在厚度為200μm 的鋼板中鉆出直徑 150μm 的孔，孔徑公差為 ±10μm，無(wú)需后處理工作。僅使用 EDM 設備所需時(shí)間的 50％，光纖激光打標機就實(shí)現了最小量的碎屑和緊密孔徑公差加工。
此外，由于激光打標機提供 XY工作區域，其可以在單次裝載操作中完成多個(gè)零件的加工，這也是與EDM 設備的不同之處（除非在運動(dòng)設備中進(jìn)行額外投資）。這種優(yōu)勢使得光纖激光打標機的投資回報（ROI）更加具有吸引力。光纖激光器還可以加工薄片材料和箔等加工困難的材料，正如圖 1 中所顯示的，其可以加工厚度僅為 50μm 的銅箔。
圖 2 中分別給出了使用光纖激光打標機（左圖）和 355nm 的紫外激光器（右圖）在硅上鉆孔的效果圖。盡管紫外激光器能提供比光纖激光器更好的加工質(zhì)量，但是對于這種特定應用而言，光纖激光器的加工效果已經(jīng)足夠好，其加工質(zhì)量足以滿(mǎn)足應用要求。此外，光纖激光器的加工速度比紫外激光器快 17 倍，且其成本僅為紫外激光器的 50％。由于激光路徑程序誤差，紫外激光器加工的孔的圓度略有缺陷。
圖 3 中比較了在相同的加工時(shí)間內，分別使用 20W 的光纖激光器（左圖）和 5W 的 355nm 紫外激光器（右圖），在厚度為 0.008 英寸的不銹鋼上鉆孔的效果圖。
圖 4 中突出顯示了使用單模光纖激光器可能實(shí)現的精細度和加工控制，在此，光纖激光打標機用于在厚度為 25μm 的金屬箔上實(shí)現深度為 13μm 的加工。加工的通道寬度為 75μm，整個(gè)區域內的深度變化為±1μm。
陶瓷也是微電子學(xué)中的一種常用材料，355nm 的紫外激光器通常用于陶瓷材料的劃線(xiàn)和鉆孔。圖 5 中顯示了光纖激光打標機可以用于陶瓷加工，因為它可以避免陶瓷材料中容易出現的各種微裂紋。
有許多應用需要（或可受益于）激光的選擇性去除能力，例如去除金屬、陶瓷甚至是塑料上的鍍層或涂層。光纖激光加工技術(shù)，已經(jīng)在阻焊層微加工、薄膜電阻器 / 電容器修整、以及用于焊接目的的電池箔中的活性層去除方面，顯示出良好的加工結果。在元器件或零件的生產(chǎn)過(guò)程中，這種選擇性和定制的層去除過(guò)程通常是無(wú)法實(shí)現的，因為簡(jiǎn)單的掩蓋該區域并不是一種可行的方法。
激光在選擇電路的精確電阻值時(shí)非常有用。當用于電阻或電容修整時(shí)，作為動(dòng)態(tài)迭代去除和測量調整過(guò)程的一部分，其中每個(gè)元件的去除面積可能不同，激光加工技術(shù)在這類(lèi)應用中的表現非常優(yōu)秀。
圖 6 中給出了使用光纖激光技術(shù)產(chǎn)生阻焊層的兩個(gè)實(shí)例。對于每個(gè)部分，激光選擇性地去除金層。在金涂層之后，激光可以用于選擇性地去除材料 ；這是一個(gè)快速的加工過(guò)程，工作得很好。
單模光纖激光打標機是一種具有成本效益的微加工工作站單模光纖激光打標機可以作為一種具有成本效益的微加工工作站，用于為各種應用提供鉆孔、切割、劃線(xiàn)和燒蝕加工。當然，它更可以用于打標！這種臺式微型加工中心，能提供諸多優(yōu)勢，以最大限度地提高投資回報率。
必須注意的是，除了擁有正確的工作工具外，更重要的是知道如何有效和高效地使用工具。MiyachiAmerica 開(kāi)發(fā)了許多加工方法，以確保單模光纖激光器能夠實(shí)現穩定的批量生產(chǎn)任務(wù)。
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