微铣削加工相关技术报告

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1、微铣削加工相关技术报告1.微雷射加工(MicroLaserMachining)一、加工原理如图四所示为一典型雷射加工设备示意图，由其中床台控制X-Y轴之位置，Z轴透镜之升降则可控制其聚焦深度。至于其加工方式概可分为两大类：（一）红外线雷射：将材料表面物质加热汽化（蒸发），以除去材料之加工方式，故称为热加工。1.CO2雷射（波长10.6μm）2.Nd：YAG雷射（波长1.064μm）微雷射加工示意图（二）紫外线雷射：直接将材料之分子键打断，使分子脱离本体之加工方式，不会产生高热，故习称为冷加工。1.UV-YAG雷射：系将Nd：YAG雷射经非线性倍频晶体转换为波长532、355、266、213n

2、m的紫外线雷射。2.准分子雷射(Eximerlaser)二、特性不同之雷射加工方式，其所显示之不同技术能力如下：（一）深径比：1.CO2雷射：0.4~0.9：1，用于盲孔。2.UV-YAG：0.25~10：1，通孔、盲孔皆可。（二）孔径：1.CO2雷射：150~350μm2.UV-YAG雷射：25~150μm（三）加工精度：以圆孔为例1.CO2雷射：150μm（误差5μm）2.UV-YAG雷射：25μm（误差2μm）（四）加工速度：1.CO2雷射：300孔／min2.UV-YAG雷射：24000孔／min（五）适用对象：如表（一）所示，各种不同之雷射加工方式，各有其不同之适用对象，对精微模具

3、之3D加工而言，以ND：YAG(532nm)较适合。表（一）不同雷射源适用对象雷射工件材质深径比最小横向尺寸结构高度对应产品[μm][μm]Nd:YAG(连续波)不锈钢>530>150生物芯片点片针Nd:YAG(脉冲)镍钛合金，硅3-440~50150网套，植入物，仪器，致动器Q-switchNd:YAG董青石cordierite1050500电路板钻孔Nd:YAG(532nm)碳化钨1050400模仁准分子雷射聚碳酸酯polycarbonate502100细胞培养器钻孔雷射微加工实例·2.电子束加工(ElectroBeamMachining,简称EBM)利用电子束来加工，除了焊接之外，还有

4、钻孔及表面处理等，无论那一种都是属于利用高电功来加速电子束的热加工。其中，钻孔加工为将高能量密度的电子束照射在材料上，利用当时所产生的热将材料熔融、蒸发，并加以排除的加工法。这种加工法和其它加工法比，是一种相当优良的高速加工，同时具有高度的控制性及斜孔加工的特征，可望代替现有的钻孔加工，甚至能发展出更新的用途。利用电子束锧孔，由开始直至钻透为止。如图（六）所示，其中有几个过程存在。同时，电子钻孔法为了获得漂亮的贯穿孔，在工件底下还敷有持定的辅助材料（垫衬）。l大约10KW/cm的，具有高密度集中能量的电子束照射在工件上开始先将局部熔解。l塞满蒸发物的空洞愈来愈深，并在其周围产生熔融层。l电子

5、束贯穿工件，一直到达辅助材料处为止。l辅助材料于瞬间气化，产生很高的蒸气压，将贯穿孔的蒸发物及熔融层向外部飞散出去以完成钻孔。为了能正确钻出特定孔径以及深度的孔，通将加速电功设为一定，而调整电子束电流（脉冲电流）以及照射时间。同时，加速度依孔经以及孔深来决定其上限，而孔径、孔深愈增加，加工速度就愈降低。电子束钻孔的特征电子束对材料的侵透力强，并富控制性，具有焦点深度深等特性，同时利用加工操控轴移动的自动控制，工以获得如下的优点：l钻孔非常快（最14000孔／秒）孔的节距正确，可以获得相当漂亮的孔。可以钻出斜角度的孔（对工件表面而言，最低可至20度）。即使是复杂形状的孔也能钻。几乎所有的材料都

6、能钻孔。电子束钻孔之应用l大型微细过滤器真空滚子软燥室工业用微细滤网此外，使用微细孔滤网的离心分离机、脱水机、自动过滤器、造粒机等都是电子束的用途。以往，孔径0.3mm以下，而且板厚0.5mm以上的滤网是不可能加工的。现在，利用电子束钻孔就可以做到因此，电子束还可望开发更多新的用途。电子束钻孔过程3.电射加工（LaserMachining）雷射加工在国内工业界的应用上已经相当广逤，但使用的范围多限制在以热加工方式的红外线雷射上，本文探讨紫外光雷射冷加工模式的技术，如微细钻孔。所谓的紫外光指的是波长约分布在150~400奈米之间的光源，目前被使用在工业应用上的紫外光雷射主要有两种，第一种是气态

7、的准分子雷射(ExcimerLaser)另一种是利用Nd:YAG电射的光源经过非线性倍频晶体转换技术(nonlinearcrystalconversion)而将红外光波长转换成紫外光波长。准分子雷射是利用两种在常态下不起反应的气体，但在激发能会结合成不稳定分子后迅速解离而放出紫外光，取其『exciteddimer』的字面而成之为excimer雷射。一般工业上常用的种类主要包括XeC1(308nm)，KrF(2