Обработка лазерная материалов

В соответствии с директивами партии и правительства высшие учебные заведения, готовящие специалистов для ведущих отраслей народного хозяйства, должны в кратчайшие сроки превратиться в подлинные технические университеты. Надо усилить фундаментальную подготовку специалистов, предельно сократить сроки насыщения учебного процесса актуальным материалом в области создания и эксплуатации гибких производственных систем, роботов и роботизированных технологических комплексов, систем автоматизированного проектирования, интегрированных технологий на оборудовании с программным управлением, новых видов обработки — лазерной, плазменной, с использованием сверхвысоких давлений и др. [c.3]

Воздействие высокоэнергетического когерентного излучения на материалы как технологический метод характеризуется широкими потенциальными возможностями обработки металлов и сплавов. Особенностями метода лазерной обработки являются локальность и высокая концентрация подводимой энергии. Используемый диапазон плотностей мощности лазерного пучка находится в пределах Wp = 10 -10 Вт/см . Разработаны перспективные технологии обработки поверхности материалов, позволяющие осуществлять плавление, термо-упрочнение и легирование приповерхностных слоев конструкционных и инструментальных материалов. Варьируя технологическими параметрами, можно обеспечить изменение скоростей нагрева и охлаждения, размеров зон обработки, формировать структуру материалов и получать модифицированные слои с требуемыми свойствами. [c.255]

Технологичность деталей машин в основном зависит от материала, формы и способа получения ее заготовки требуемой точности изготовления и шероховатости обрабатываемых поверхностей. При проектировании всегда следует предпочитать детали цилиндрической или конической формы, как наиболее простые и дешевые для обработки. Применяемые материалы должны быть пригодны для безотходной обработки (штамповка, прокатка и волочение, точное литье, сварка, лазерная обработка и т. п.) и ресурсосберегающей технологии. [c.10]

По-новому могут решаться задачи земледельческой механики с использованием лазерной техники для резания и других видов обработки сельскохозяйственных материалов и продуктов. [c.153]

В современной машиностроительной и инструментальной промышленности широко применяются новые материалы с очень высокими механическими свойствами. Обработка таких материалов металлическими инструментами почти невозможна. Некоторые из них не поддаются даже шлифованию. Поэтому в машиностроении внедряются новые методы размерной обработки — электрофизические. К ним относятся анодно-механическая, электроэрозионная, электрохимическая, ультразвуковая обработка, а также обработка световым лучом и лазерная. [c.383]

Исследования воздействия лазерного излучения на различные материалы [37, 78, 177 ] определили необходимые плотности мощности для отдельных видов технологических операций. При плотностях мощности приблизительно до 10 Вт/см происходит интенсивный локальный разогрев материала, с которым связаны технологические операции сварки и термообработки, и при этом не происходит разрушения обрабатываемого материала. Интенсивность нагрева зависит от соотношения глубины проникновения излучения в материал б и толщины прогретого путем теплопроводности слоя V kt, где k — температуропроводность материала t—-длительность воздействия лазерного излучения. Для металлов, где 6 Ykt, источник тепла всегда можно считать поверхностным. При обработке неметаллических материалов это условие не выполняется. [c.108]

Фигурная обработка поверхности материалов состоит в том, что лазерный луч, форма сечения которого определена с помощью маски, проектируется на обрабатываемую поверхность в нужном масштабе для получения фигурного изображения, повторяющего форму маски. [c.153]

Результаты обработки некоторых материалов методом лазерной литографии [c.164]

Учебное пособие Лазерная обработка неметаллических материалов раскрывает особенности воздействия лазерного излучения на неметаллические материалы при их обработке, обеспечивающие получение принципиально новых свойств и существенную интенсификацию технологических процессов. [c.6]

Для прецизионной резки тонколистовых конструкций, прошивки отверстий и фрезерования пазов в конструкционных материалах используют импульсно-периодическое излучение твердотельных лазеров. В этом случае получают более точные и качественные резы, однако производительность резки в этом случае намного ниже. Расширяется применение лазерной и газолазерной резки и контурной обработки неметаллических материалов. Обрабатываемые материалы и режимы обработки приведены в табл. 32.5. [c.621]

Лазерная технология. Под лазерной технологией подразумевается обработка различных материалов излучением лазера. С пск мощью лазерных технологических установок производятся термообработка, оварка, испарение и получение отверстий, а также отжиг больших интегральных схем и эпитаксия полупроводниковых соединений. Преимуществом обработки лазерным лучом является бесконтактный ввод энергии в зону обработки, а также локальность воздействия на материал благодаря малому диаметру зоны, облучения. Это позволяет проводить операции с высокой точностью без деформации и изменения структуры материала и за более короткое время. [c.124]

Первая отечественная автоматическая лазерная технологическая установка (АЛТУ) Каравелла на основе ЛПМ Карелия была создана в НПП Исток в 1987 г. для прецизионной (микро)обработки тонколистовых материалов изделий электронной техники [218]. [c.244]

Лазерная поверхностная обработка. Лазерная поверхностная обработка материалов основана на возможности лазерного излучения создавать на малом участке поверхности высокие плотности теплового потока, необходимые для интенсивного нагрева или расплавления практически любого материала, что позволяет [c.564]

Использование электрохимических, лазерных и других высокоэффективных методов обработки металлов, материалов и изделий с целью существенного улучшения их свойств. [c.6]

При воздействии лазерного излучения в виде отдельного импульса образование отверстия происходит за счет плавления и испарения материала. Большое значение в формировании отверстий при обработке плавящихся материалов единичным импульсом имеет перераспределение жидкой фазы до момента затвердевания. В результате этого форма отверстия может значительно отличаться от той, которая в момент окончания импульса опре- [c.303]

Лазерное скрайбирование значительно повышает точность разделения пластин на отдельные кристаллы и производительность операции резки, обеспечивает высокое качество поверхности пластин, а также позволяет автоматизировать этот процесс. Процесс лазерного скрайбирования универсален и применим для приборов различной геометрии и широкого ряда материалов. Он экономичен даже при малом объеме производства, не требует высокой квалификации операторов. Этот метод используется для обработки хрупких материалов типа керамики, стекла. [c.315]

Лазерную резку материалов осуществляют как в импульсном, так и в непрерывном режиме. При резке в импульсном режиме непрерывный рез получается в результате наложения следующих друг за другом отверстий. Наиболее широкое применение получила резка тонкопленочных пассивных элементов интегральных схем, например, с целью точной подгонки значений их сопротивления или емкости. Для этого применяют импульсные лазеры на алюмо-иттриевом гранате с модуляцией дробности, лазеры на углекислом газе. Импульсный характер обработки обеспечивает минимальную глубину прогрева материала и исключает повреждение подложки, на которую нанесена пленка. Лазерные установки различных типов позволяют вести обработку при следующих режимах энергия излучения 0,1. .. 1 МДж, длительность импульса 0,01. .. 100 мкс, плотность потока излучения до 100 мВт/см, частота повторения импульсов 100. .. 5000 импульсов в 1 G. В сочетании с автоматическими управляющими системами лазерные установки для подгонки резисторов обеспечивают производительность более 5 тысяч операций за 1 ч. Импульсные лазеры на алюмо-иттриевом гранате применяют также [c.299]

Лазеры непрерывного действия на Oj применяют для газолазерной резки, при которой в зону воздействия лазерного луча подается струя газа. Г аз выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала. При резке дерева, фанеры, пластиков, бумаги, картона, текстильных материалов в зону обработки подается воздух или инертный газ, которые охлаждают края реза и препятствуют сгоранию материала и расширению реза. При резке большинства металлов, стекла, керамики струя газа выдувает из зоны воздействия луча расплавленный материал, что позволяет получать поверхности с малой шероховатостью и обеспечивает высокую точность реза. При резке железа, малоуглеродистых сталей и титана в зону нагрева подается струя кислорода. [c.300]

Основные преимущества лазерной обработки материалов разнообразие возможных процессов обработки и разнообразие обрабатываемых материалов (включая материалы, которые вообще не поддаются механической обработке) [c.304]

Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов Справочник/ [c.309]

Методы третьей группы отличаются уровнем предельно высоких значений используемых плотностей мощности (Wp = io -10 2 Вт/см"), а также технологией обработки материалов. В этом методе на поверхность материала наносятся слои легкоплавких металлов, которые гюд воздействием лазерного пучка интенсивно испаряются, что приводит к генерации мощных ударных волн. Распространение ударных волн в глубь материала инициирует процессы нагрева приповерхностных слоев, их пластическое деформирование и сопутствующие им структурные превращения. [c.258]

Создание технологии лазерной обработки основывается на последовательном анализе множества факторов. Исходным фактором является марка инструментальных сталей и сплавов. Затем оценивают влияние лазерного воздействия на изменение структуры, элементного и фазового состава модифицируемого материала. На следующем этапе устанавливается влияние лазерного облучения на изменение механических и триботехнических свойств. При разработке технологического процесса лазерной обработки, кроме того, учитывают изменение шероховатости обрабатываемой поверхности и теплостойкость инструментальных материалов. [c.259]

X. Глейтер [7] классифицировал НСМ на при категории. Первая категория включает материалы с уменьшенными разерами и размерностями в форме наночастиц, тонких проволок или тонких пленок, вмонтированных в материал. Вторая категория включает материалы, в которых наномикроструктура ограничена поверхностной нанообластью объемного материала. Это достигается путем химического осаждения из паровой фазы, ионной имплантацией, обработкой лазерным лучом и другими воздействиями. Такие обработки позволяют изменять химический состав и атомную структуру поверхностей твердого тела на нанометровом масштабе. Третья категория включает НСМ, в которых химический состав, атомный порядок и размер строительных блоков (например, кристаллы или атомные и молекулярные группы), образуя твердое тело, различаются по шкале длины на несколько нанометров по всему объему. [c.148]

Лазерное излучение используется в метрологических целях. При достаточной мощности источника иалучения применяется в оборудовании, предназначенным тавным образом для термической обработки материалов и для некоторых специфических видов обработки твердоструктурных материалов. [c.27]

Вводные замечания. Мы имели возможность убедиться в том, что при воздействии лазерного излучения на вещество поглощенная световая энергия в конечном счете термализуется, т.е. преобразуется в энергию равновесного хаотического движения атомов и молекул. Другими словами, оптическое воздействие приводит к нагреву вещества. Достаточно значительное повышение температуры при поглощении мощного лазерного излучения вызывает фазовые переходы — часто целые каскады фазовых превращений, таких, как ионизация газа или плавление твердого тела, его испарение с поверхности, разбрызгивание, а после окончания лазерного импульса — отвердевание и т.п. Подобное действие оптического излучения находит широкое практическое применение в лазерной технологии при обработке различных материалов. [c.162]

В цитированном обзоре М. Ф. Стельмаха и его коллег особо подчеркивается научная значимость и экономическая эффективность существующих методов лазерной обработки тонкопленочных материалов. Для развития современной микроэлектронной техники они имеют первостепенное значение. Мы не будем останавливаться подробно на этих сугубо специальных технологических проблемах, трудно доступных неподготовленному читателю, и только перечислим некоторые из них подгонка пленочных резисторов гибридных интегральных схем, подгонка частоты вакуумированных кварцевых резонаторов, нарезка и подгонка в номиналах прёцйзибнных металлопленочных резисторов дискретного тйПа, ретущь фотошаблонов, получение тонкопленочных рисунков и структур. В большинстве этих случаев используется способность лазерного луча испарять в необходимых участках тонкопленочные покрытия на прозрачных материалах. [c.51]

Обработка строительных материалов. Институт физики АН БССР совместно с Институтом стройматериалов соответствующего министерства разрабатывают методы плазменной обработки кирпича и бетона. Цель работы — упрочнение лицевой поверхности и улучшение декоративных качеств строительных материалов. Как оказалось, эти методы весьма перспективны. Естествен вопрос как же влияет на кирпич и бетон лазерное излучение В результате работы, выполненной Л. И. Киселевским, [c.53]

Лазерную обработку применяют для прошивания сквозных и глухих отверстий, разрезки заготовок ка части, вырезания заготовок из листовых материалов, нрорезания пазов. Зтим методом можно обрабатывать заготовки из любых материалов, включая самые твердые и прочные. Например, лазерную обработку отверстий применяют при изготовлении диафрагм для электронно-лучевых установок, дюз для дозирования воздуха или газов, деталей топливной аппаратуры дизелей, сит. Диафрагмы изготовляют из вольфрамовой, танталовой, молибденовой или медной фольги, толщиной 50 мкм при диаметре отверстня 20—30 мкм. С помощью лазерного луча можно выполнять контурную обработку по аналогии с фрезерованием, т. е. обработку поверхностен по сложному периметру. Перемещениями заготовки относительно светового луча управляют системы ЧПУ, что позволяет прорезать в заготовках сложные криволинейный пазы или вырезать из заготовок детали сложной геометрической формы. [c.415]

Обработка материалов лазерным луч м. Направим на поверхность какого-то материала, например металла, луч мощного лазера. Вообразим, что интенсивность излучения постепенно растет (за счет увеличения мощности лазера или за счет фокусирования излучения). Когда интенсивность излучения достигнет необходимого значения, начнется плавление металла. Вблизи гюверхности, непосредственно под световым пятном, возникает область жидкого (расплавленного) металла. Поверхность, отграничивающая эту область от твердого металла (ее называют поверхностью расплава), постепенно перемещается в глубь материала по мере гюглощення им световой энергии. При этом площадь поверхности расплава увеличивается и, следовательно, теплота начинает более интенсивно проникать в глубь материала за счет теплопроводности. В результате устанавливается поверхность расплава (рис. 18.3, а). [c.295]

Получение отверстий лазером возможно в любых материалах. Как правило, для этой цели используют импульсный метод. Производительность достигается при получении отверстий за один импульс с больиюй энергией (до 30 Дж). При этом основная масса материала удаляется из отверстия в расплавленном состоянии под давлением пара, образовавшегося в результате испарения относительно небольшой части вещества. Однако точность обработки одноимлульсным методом невысокая (10. .. 20 размера диаметра), Максимальная точность (1. .. 5 %) и управляемость процессом достигается при воздействии на материал серии импульсов (многоимпульсный метод) с относительно небольшой энергией (обычно 0,1. .. 0,3 Дж) и малой длительностью (0,1 мс н менее). Возможно получение сквозных и глухих отверстий с различными формами поперечного (круглые, треугольные и т. д.) н продольного (цилиндрические, конические и другие) сечений. Освоено получение отверстий диаметром 0,003. .. 1 мм при отношении глубины к диаметру 0,5 10. Шероховатость поверхности стенок отверстий в зависимости от режима обработки и свойств материала достигает/ а — 0,40. .. 0,10 мкм, а глубина структурно измененного, или дефектного, слоя составляет 1. .. 100 мкм. Производительность лазерных установок при получении отверстий обычно 60. .. 240 отверстии в 1 мин. Наиболее эффективно применение лазера для труднообрабатываемых другими методами материалов (алмаз, рубин, керамика и т. д.), получение отверстий диаметром мепее 100 мкм в металлах, или под углом к поверхности. Получение отверстий лазерным лучом нашло особенно широкое применение в производстве рубиновых часовых камней и алмазных волок. Например, успешно получают алмазные волки на установке Квант-9 с лазером на стекле с примесью неодима. Производительность труда на этой операции значительно увеличилась по сравнению с ранее применявшимися методами. [c.300]

Другим способом электронно-лучевого упрочнения металлов и сплавов, разработанным в последнее время [159, 160], является легирование материалов пучками релятивистских электронов. Преимущество данного способа обработки заключается в возможности легирования поверхностных слоев на большую глуб1шу, чем, например, при лазерном легировании. Толщина расплавленного слоя при воздействии электронов может достигать 1 мм [160]. Для легирования используются порошки карбидов состава ВдС, W , Ti , а также смеси типа В С Сг. Электронно-лучевое воздействие способствует полному растворению легируюп их фаз. При этом достигается равномерное распределение [c.253]

Использование технологий модификации первого поколения [165, 166 , основанных на однократном или многократном однотипном внешнем воздействии потоками тепла, массы, ионов и т.д., не всегда обеспечивает требуемые показатели износостойкости материалов при высоких температурах, контактных давлениях и действии агрессивных сред. Поэтому расширение области применения и эффективности методов модификации металлов и сплавов для их использования в экстремальных условиях эксплуатации связано с созданием комбинированных и комплексных способов упрочнения, сочетающих достоинства различных технологических приемов. Существует несколько базовых способов унрочнения, эффективность которых в сочетании с другими методами подтверждена производственной практикой [165, 166]. К таким методам относятся ионно-плазменное напыление, электроэрозионное упрочнение, поверхностное пластическое деформирование, а также термическая обработка. Модификация структуры и свойств материалов при этом происходит за счет сочетания различных механизмов, отличающихся физико-химической природой. На этой основе разрабатываются H(3BE)ie варианты технологий второго поколения, вклю-чаюЕцие двойные, совмещенные и комбинированные нроцессы [166-169], в которых применяются потоки ионов, плазмы и лазерного излучения. К данному направлению относятся обработка нанесенных [c.261]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...