激光雕刻应如何穿孔

  任何一种热雕刻技术,除少数情况可以从板边沿开始外,一般都必需在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,然后再用激光从小孔处开始进行雕刻。对于没有冲压装置的激光雕刻机有两种穿孔的基本方法:

  (1)爆破穿孔:材料经连续激光的照射后在中央形成一凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔均匀直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在要求较高的零件上使用(如石油筛缝管),只能用于废物上。此外因为穿孔所用的氧气压力与雕刻时相同,飞溅较大。

  (2)脉冲穿孔:采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较雕刻时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立刻将辅助气体换成氧气进行雕刻。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率;更重要的时光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光雕刻的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续雕刻的过渡技术应以正视。从理论上讲通常可改变加速段的雕刻前提:如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上因为时间太短改变以上前提的可能性不大。