Ласери ултра кратких импулса у комбинацији са софистицираном технологијом самофокусирања обезбеђују квалитет и поузданост процеса који су потребни да се ласерско заваривање стакла користи у серијској производњи. Јединствене и одличне карактеристике стакла чине га широко примењеним у разним високотехнолошким производима у различитим областима као што су биомедицина и микроелектроника. Раније смо описали изазове које она представља за произвођаче, посебно у области прецизног сечења стакла великог обима. Такође представља потешкоће у везивању, укључујући заваривање појединачних стаклених компоненти заједно и заваривање стакла за друге материјале као што су метали и полупроводници.
Интеграција
Све традиционалне методе заваривања стакла се боре да обезбеде прецизност, квалитет лепљења и брзину производње потребне за исплативу масовну производњу. На пример, лепљење је економична метода, али оставља лепљиви материјал на делу и чак захтева дегазацију.
Диелектрично заваривање укључује постављање прашкастог материјала на контактну тачку, а затим га топљење да би се завршило везивање. Било да се ово топљење постиже помоћу пећи или ласера, много топлоте се упумпава у део. Ово је проблем за микроелектронику и многе медицинске уређаје.
Јонско везивање је генијалан метод који обезбеђује изузетно високу чврстоћу везивања. Две нове, изузетно равне површине стакла су стиснуте једна уз другу и заиста спојене заједно молекуларним везама. Међутим, није реално то учинити у производном окружењу.
Ласерско заваривање стакла
Дакле, шта је са ласерским заваривањем? Стакло има многа веома корисна својства, као што су изузетно висока тачка топљења, транспарентност, крхкост и механичка крутост, али такође изазива многе потешкоће за ласерско заваривање. Стога, типични индустријски ласери и методе које се користе за заваривање метала и других материјала нису погодни за стакло.
Баш као и прецизно сечење стакла, тајна лежи у употреби инфрацрвених ултра-кратких таласних импулсних ласера (УСП). Стакло је провидно у инфрацрвеном зрачењу, тако да фокусирани ласерски сноп може да прође директно кроз њега све док се фокусирани сноп не сузи и не постане толико фокусиран да изазива „нелинеарну апсорпцију“. Ова "нелинеарна апсорпција" се јавља само код ултракратких импулсних ласера са вршном снагом, а друге врсте ласера се не могу користити за постизање исте ствари.
Дакле, у веома малој области око фокуса ласерског зрака (обично мање од неколико десетина микрона у пречнику), стакло апсорбује ласерску светлост и брзо се топи. Овај фокусирани сноп се скенира дуж жељене путање заваривања да би се завршило везивање, баш као и други облици ласерског заваривања.
Метода ласерског заваривања стакла УСП има три главне предности
Прво, ствара јаку везу јер се оба материјала који се заварују делимично топе, а затим се заједно стврдњавају и формирају завар. Штавише, процес је такође погодан за лепљење стакла на стакло, стакла на метал и стакла на полупроводнике.
Друго, у овом процесу, врло мало топлоте улази у део, а ова топлота се генерише у подручју ширине највише неколико стотина микрона. Ово омогућава да се заварени спојеви постављају веома близу електронских кола или других компоненти осетљивих на топлоту, што даје дизајнерима и произвођачима већу слободу и омогућава бољу минијатуризацију производа.
Коначно, ако се УСП ласерско заваривање стакла правилно примени, неће бити микро-пукотина око завара. Микропукотине смањују механичку чврстоћу стакла. Поред тога, након промене температурног циклуса (које су неизбежне за све), микропукотине могу бити извор крајњег квара уређаја.
Предност УСП ласерског заваривања стакла је у томе што се стакло загрева само у малој запремини. Али то такође представља практичне изазове. То значи да чак и ако се део помера, позиција ласерског фокуса мора да се задржи веома прецизно на интерфејсу између две заварене компоненте. Пошто делови стварног света нису савршено равни, то је тешко постићи. Поред тога, постављање делова у систем заваривања можда неће савршено одговарати.
Једно решење је коришћење аксијално издуженог фокуса. Ово "протеже" величину фокуса ласерског зрака да би се адресирала осетљивост положаја. Међутим, недостатак ове методе је што фокус издуженог снопа ствара растопљени базен у стаклу са некружним попречним пресеком. Када се стакло очврсне у зони топљења, већа је вероватноћа да ће растопљени базен који није кружни облик формирати микропукотине.
Друга метода може остварити ефекат заваривања без микро-пукотина и може се прилагодити значајној промени удаљености међусклопа у процесу. Тајна је у томе што се, у комбинацији са високом динамичком технологијом фокусирања, оптика високог нумеричког отвора (НА) користи за производњу малих фокусних тачака.
На овај начин ласерски систем постиже високу сферичност растопљеног базена, чиме се избегавају микропукотине. Такође осећа удаљеност интерфејса и стално прилагођава оптику да увек остане у савршеном фокусу. Резултат је да се гарантује висококвалитетно заваривање на скоро сваком облику дела, а на процес не утичу толеранције делова и локација.
Кси'ан Гуосхенг Ласер Тецхнологи Цо., Лтд. је високотехнолошко предузеће специјализовано за истраживање и развој, производњу и продају аутоматске ласерске машине за облагање, брзе ласерске машине за облагање, машине за ласерско гашење, машине за ласерско заваривање и опрему за ласерско 3Д штампање. Наши производи су исплативи и продају се у земљи и иностранству. Ако сте заинтересовани за наше производе, контактирајте нас на bob@gshenglaser.com.