29 września 2022

Tlenek glinu Al2O3 jest wykorzystywany w budowie wielu produktów, takich jak protezy medyczne, kamizelki kuloodporne a także w podzespołach elektronicznych. Jego popularność wynika z korzystnych cech tego materiału – dużej wytrzymałości, odporności na korozję, stabilności temperaturowej oraz bardzo dobrych własności dielektrycznych. Niestety, tlenek glinu jest trudny w obróbce, a także podatny na pęknięcia w wyniku naprężeń termicznych. Szlifowanie tarczami diamentowymi elementów wykonanych z tlenku glinu jest procesem kosztownym i pracochłonnym.



Szybki rozwój technologii laserowych pozwala obecnie na wykorzystanie ich również w obróbce materiałów ceramicznych. Do obróbki tlenku glinu najlepiej wykorzystywać laser neodymowy Nd: YAG lub światłowodowy (technologia Fiber Laser). Odpowiednio ustawione parametry tych urządzeń, takie jak wielkość plamki lasera, maksymalna moc, czas trwania impulsu oraz częstotliwość, gwarantują osiągnięcie wysokiej jakości wykończenia obrabianej powierzchni. Dzięki właściwemu zaprogramowaniu parametrów można zmniejszyć ilość wydzielanego ciepła, co zminimalizuje ryzyko powstania naprężeń termicznych przyczyniających się do pękania części ceramicznych na bazie tlenku glinu.

Popularny laser neodymowy o mocy 10 kW, krótkich impulsach 15-200 μs oraz częstotliwości 2000 Hz pozwala ciąć elementy wykonane z tlenku glinu na części o minimalnej grubości 2 mm. Z kolei laser światłowodowy umożliwia osiągnięcie minimalnej grubości  1 mm. Jest to możliwe dzięki bardzo krótkim impulsom rzędu 5 μs oraz wysokiej częstotliwości 50 kHz. Duży wpływ na jakość końcowego produktu ma również brak zanieczyszczeń i skaz w samym materiale poddawanym obróbce.

Oprócz dokładności obu procesów za wykorzystaniem laserów do obróbki przemawiają także: brak mikropęknięć oraz zanieczyszczeń na obrobionych laserowo krawędziach. Metoda Fiber Laser ma jeszcze tę dodatkową przewagę nad laserem neodymowym, że wiązka jest przesyłana wewnątrz urządzenia światłowodem, a nie za pomocą drogiej i awaryjnej optyki.

źródło: www.jklasers.com