Технологические показатели прошивания различных материалов с помощью окг

Металл	Толщина, мм	Диаметр отверстия, мм		Время импульса, мс		Энергия импульса, Дж
		входного	выходного
Нержавеющая сталь	0,9	0,5	0,25		2,35		5,9
Никелевая сталь	1,78	0,3	0,22		0,8		16,0
Вольфрам	0,5	0,2	0,15		2,0		3,3
Молибден	0,5-	0,25	0,2		2,0		3,3
Тантал	1,6	0.3	0,1		2,42		8,0
Медь	0,8	0,2	0,2		2,25		4,9
Магний	1.6	0,4	0,3		2,0		3,3

Экспериментально установлено, что дно отверстия при лазер­ной обработке формируется в основном за счет испарения, а боко­вые стенки - за счет плавления материала обрабатываемого изде­лия и вытекания жидкости при избыточном давлении паров в по­лости отверстия.

Геометрическая форма отверстия существенно зависит от места расположения фокального пятна относительно поверхности детали 2. На рис. 1.40 показаны различные формы отверстия при изменении фокусировки (минимальный размер фокальных пятен расположен по линии /). Следует отметить, что максимальный диаметр отверстия находится у его входной части. Глубина отвер­стия тем больше, чем больше энергия импульса излучения.

Для получения глубоких отверстий малых диаметров с боль­шим отношением глубины к диаметру целесообразно применение многоимпульсного режима обработки, причем энергия единичного

импульса в данном случае может быть незначительна. В связи с этим для получения отверстий чаще всего используются импульс­но-периодические ОКГ с иттриево-алюминиевым гранатом, позво­ляющим работать с частотой следования импульсов до 1 кГц. По сравнению с электронно-лучевым способом получения отверстий «лазерное сверление» более производительно и экономично.

Рис. 1.40. Формы отверстий при изменении фокусировки лазерного луча

Метод получения отверстий с помощью излучения ОКГ на­шел распространение при изготовлении фильер, подшипников из кристаллических материалов для измерительных приборов, микро­трафаретов для пленочных схем, форсунок и т. д. Прошивание ла­зером микроотверстий диаметром 0,05...0,6 мм в заготовках из ке­рамики, металла, феррита, рубина широко применяется как пред­варительная, так и финишная операция при изготовлении фильер (рис. 1.41), часовых камней. Обработка обычно ведется с использо­ванием твердотельных ОКГ в импульсном режиме. Профиль кана­ла образуется при обработке алмаза с двух сторон с разным числом импульсов (со стороны входа число импульсов больше).

Рис. 1.41. Схема отверстия, прошитого в фильере

Производительность лазерной установки для сверления от­верстий в часовых камнях из рубина по сравнению с механической обработкой в 100... 1000 раз больше в пересчете на один рабочий инструмент.

Испарение лучом ОКГ поверхностных слоев материала по­зволяет осуществлять гравирование металлических поверхно­стей (например, печатных валков полиграфических машин). Ма­лый диаметр фокального пятна дает возможность получать высо­кую разрешающую способность при высокой производительности. Управление перемещением луча в данном случае осуществляется с применением ЭВМ.

Для этой операции используется отпаянный С0₂-лазер мощ­ностью 15...50 Вт. Скорость гравирования достигает 10 м/мин; зна­чительно снижаются трудоемкость и время процесса изготовления форм, улучшается качество печати.

Съем материала за счет испарения его излучением ОКГ при­меняется при различных подгоночных и балансировочных работах. При балансировке гироскопов, роторов высокоскоростных двига­телей и других вращающихся деталей импульсное излучение ОКГ малой длительности используется для съема материала непосред­ственно на вращающемся изделии» что значительно ускоряет про­цесс балансировки и повышает его точность.

На рис. 1.42 приведена схема подгонки лазерным лучом со­противления пленочного резистора, полученного напылением на диэлектрическую подложку. Процесс обычно ведется в импульс­ном автоматическом режиме, причем после каждого импульса про­изводится измерение сопротивления и образец перемещается по заданной программе.

Рис. 1.42. Схема подгонки лазерным лучом сопротивления плечного резистора