Lazerinio gręžimo technologija, skirta didelio{0}}tiksliojo titano lydinio apdirbimui

Titano lydiniai, pasižymintys dideliu Vickerso kietumu ir mažu šilumos laidumu, kelia didelių iššūkių įprastiniam mechaniniam gręžimui, įskaitant pagreitintą įrankių nusidėvėjimą, stiprią šiluminę deformaciją ir prastą apdirbimo tikslumą. Gręžimas lazeriu, naudojant be-kontaktinio apdorojimo, didelio tikslumo ir didelio efektyvumo pranašumus, įveikia titano lydinio precizinio apdirbimo kliūtis. Tai gali padėti atnaujinti aukščiausios klasės-gamybą į mikronų-lygio ir išmaniąją gamybą.

 

 

Gręžiant lazeriu didelio{0}}energijos-tankio lazerio spindulys sufokusuojamas ant titano lydinio paviršiaus, todėl medžiaga akimirksniu išsilydo, išgaruoja ir virsta plazma. Likučiai išstumiami aukšto-slėgio dujomis ir susidaro didelio-tikslumo skylės. Jo pažangus pobūdis yra tikslus energijos ir apdorojimo procesų valdymas, pagrindiniai impulsų technologijos iteracijos laimėjimai ir apdorojimo režimų optimizavimas.

 

Impulsinė technologija pažengė į priekį nuo nanosekundžių iki pikosekundžių ir femtosekundžių itin{0}}greičių lazerių. Tai užtikrina tiesioginį medžiagos išgaravimą, sumažindama karščio -paveiktą zoną (HAZ) iki mažiau nei 5 μm ir išvengdama defektų, pvz., perliejamų sluoksnių. Infraraudonųjų spindulių femtosekundžių lazerinis titano lydinio apdorojimas lemia skylės sienelės šiurkštumą (Ra), skylės skersmens tikslumą ±2 μm ir ±1,5 μm pakartotinio padėties nustatymo tikslumą, atitinkantį aukščiausios klasės gamybos tikslumo reikalavimus.

 

Pagrindiniai apdorojimo režimai yra smūginis gręžimas ir trepaningas gręžimas:

Smūginis gręžimas valdo gylį impulsais, todėl yra labai efektyvus masinei įprastų mikro{0}} skylių gamybai;

 

Gręžimas trepaningas grindžiamas apvaliu santykiniu judesiu, todėl pasiekiama puiki skylės forma ir sienos kokybė, taip pat galima apdoroti labai{0}}tikslius skyles, kurių kraštinių santykis viršija 50:1. Kartu su 5-ašių jungties dinaminio fokusavimo ir CCD vaizdinės padėties nustatymo technologija, ji taip pat gali apdoroti specialios formos skyles sudėtinguose lenktuose paviršiuose ir esant mažesniam arba lygiam 45 laipsnių kampui, o nuokrypis tarp skylės ašies ir suprojektuotos normalios linijos yra mažesnis arba lygus 1,5 laipsnio.

 

 

Vaizdo šaltinis: sciencedirect apie lazerinį gręžimą

 

 

Palyginti su tradiciniu mechaniniu gręžimu ir elektros išlydžio apdirbimu (EDM), lazerinis gręžimas sudaro keturis -viename-techninį konkurencingumą „tikslumo, efektyvumo, lankstumo ir ekologiškumo“ titano lydinio precizinio apdirbimo srityje ir turi daug privalumų. Pagrindiniai akcentai yra dvigubi laimėjimai, susiję su itin-dideliu efektyvumu ir tikslumu:

 

Didelės-galios skaiduliniai lazeriai kartu su 200 kHz aukšto Aviacinių variklių turbinų menčių apdirbimo gamybos pajėgumai padidinami daugiau nei 300%. Fokusuoto taško dydis yra mažesnis arba lygus 15 μm, o skylės skersmens tikslumas ± 15 μm, o apvalumas didesnis arba lygus 95%, todėl galima stabiliai apdoroti mikro skylutes, kurių dydis svyruoja nuo 0,001 mm iki 1 mm, o tai yra daug tikslesnis nei tradicinis mechaninis apdorojimas.

 

Be{0}}kontaktinis apdorojimas ir visiškas medžiagų pritaikymas praplečia taikymo ribas: nėra pjovimo jėgos-sukeliamos deformacijos, tinka 0,1-50 mm storio titano lydiniui; Sumanus bangos ilgių perjungimas, energijos gradiento kompensavimas ir 0,2{5}}0,8 MPa aukšto-slėgio pagalbinės dujos sukuria be šurmulį-ir įtempimų-be koncentracijos kiaurymių apdorojimą, kai HAZ yra mažesnis arba lygus 50 μm, tinkamas šiluminės izoliacijos komponentams su titanu.

 

Sumanumas ir ekologiška gamyba suderinama su pramoniniu atnaujinimu: įrangoje integruotas AI ir stebėjimas realiuoju laiku{0}}, kad būtų dinamiškai optimizuoti apdorojimo parametrai, padidinant skylės skersmens kvalifikavimo rodiklį iki 98 % ir sumažinant rankinio derinimo laiką 90 %; Naudojant minimalaus kiekio tepimą (MQL) arba superkritinį CO₂, o ne pjovimo skysčius, nuotekų išleidimas sumažėja daugiau nei 90 %, o elektro-optinės konversijos efektyvumas viršija 30 %, o vieneto energijos suvartojimas sumažėja 60 %, atitinkantis dvigubo anglies dioksido tikslus ir aukštos kokybės{7}} gamybos aplinkosaugos reikalavimus.

 

 

Brandus lazerinio gręžimo technologijos taikymas keičia titano lydinio komponentų gamybos procesus aviacijos ir kosmoso, medicinos prietaisų, naujų energetinių transporto priemonių ir kitose srityse ir tampa pagrindine technine pagalba masinei pagrindinių pagrindinių komponentų gamybai.

 

Aviacijos ir kosmoso srityje ši technologija peržengia karštųjų -galų komponentų gamybos ribas: Femtosekundiniu lazeriu apdorojant aušinimo angas titano lydinio turbinų mentėse su šiluminės izoliacijos dangomis išvengiama dangos pažeidimo, pagerinamas aušinimo oro srauto tolygumas ir variklio šiluminis efektyvumas, pailgėja geležtės tarnavimo laikas ir pagerinamas lengvųjų aparatų apdirbimo efektyvumas, sumažinant oro svorių mažinimą.

 

Medicinos prietaisų srityje jis padeda tvirtą struktūrinį tikslios medicinos pagrindą: trimatis ortopedinių implantų tinklas -per skylutę{1}} pagreitina kaulų integraciją, širdies ir kraujagyslių stentų mikro{2} griovelių apdorojimas pagerina nuovargio tarnavimo laiką, o mikro-sutrumpa dirbtinių skylių apdorojimo laiką. pooperacinis klausos atsigavimo greitis.

Naujų energetinių transporto priemonių ir plataus vartojimo elektronikos srityse tai skatina gaminio lengvumą ir našumo gerinimą: apdorojant maitinimo elementų korpusus žymiai sumažėja šlako likučių ir trumpojo jungimo rizika, o vandenilio kuro elementų dvipolių plokščių mikro{1}}skylių apdorojimas žymiai padidina gamybos pajėgumus; Apdorojant sulankstomus ekrano vyrius pasiekiamas svorio sumažinimas ir ilgas sulankstymo tarnavimo laikas, o garsiakalbių skylių apdorojimas mobiliojo telefono viduriniuose rėmeliuose užtikrina stabilų akustinį veikimą.

 

 

„Ruihang Group“ specializuojasi gaminant aukštos{0}kokybės titano žaliavas, skirtas jūsų tiksliam apdirbimui. Norėdami gauti daugiau informacijos, susisiekite su mumis el.Sam.Rui@bjrh-titanium.com

 

Nuoroda:
Voisey, KT ir kt. "Lazerinis gręžimas". „ScienceDirect Topics“, „Elsevier“, 2010 m.{7}}2022 m., https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/laser-drilling.