Podstawowym układem wykorzystywanym w Job-Sopie jest Urządzenie do Laserowej Mikroobróbki Materiałów ULMM-1, powstałe w wyniku projektu rozwojowego nr 0323/R/T02/06/01. Nasz układ jest uniwersalnym systemem laserowym do mikroobróbki materiałów. Możliwe jest wykonywanie miniścieżek, mininacięć i miniperforacji o różnych kształtach w foliach i metalach kolorowych (miedź, brąz, mosiądz, aluminium, stal nierdzewna) oraz w ceramice, graficie, diamencie itp. System ten jest oparty na nowej generacji laserze DPSS Nd:YAG (długość fali 532 nm), który generuje wiązkę o średniej wyjściowej mocy 12 W, co pozwala na cięcie blaszek o grubości do 0,5 mm.

Urządzenie do precyzyjnej mikroobróbki materiałów zostało wykorzystane do:

• drążenia otworów (minimalna średnica 20 µm) i cięcia wzorów (szerokość cięcia 20 µm) w foliach metalowych (stal, miedź, brąz, aluminium, grubość do 0,3 mm) i cienkich płytkach ceramicznych i grafitowych (grubość 0,1 mm) używanych w elektronice,
• korekcji rezystorów cienko- i grubowarstwowych,
• bezpośredniego wykonywania obwodów elektronicznych na tzw. płytkach drukowanych,
• grawerowania napisów na powierzchniach metalowych, obrabianych z trudnością za pomocą innych laserów.

System składa się z dwóch głównych elementów: impulsowego lasera na ciele stałym Nd:YAG (λ=532 nm, f=2-30 kHz, P=7 W) pompowanego diodami oraz stołu planarnego XY (Rys. 1). Dodatkowo w skład systemu wchodzą: układ transmitujący i ogniskujący wiązkę laserową w obszarze roboczym, układ do naciągu folii metalowej, układ do obserwacji obszaru roboczego oraz oprogramowanie sterujące.

Schemat systemu laserowego do cięcia metalowych szablonów ULMM-1

Rzeczywisty wygląd systemu laserowego do cięcia metalowych szablonów ULMM-1

Podstawowe parametry systemu to:

• Długość fali - 532 nm,
• Średnia moc wyjściowa – 7 W,
• Czas trwania impulsu 80 ns,
• Częstotliwość powtarzania impulsów 2-30 kHz,
• Rozbieżność wiązki mniejsza niż 200 µrad,
• Średnica ogniska laserowego – 10 µm,
• Maksymalne wymiary szablonu - 60×60 cm,
• Maksymalna prędkość cięcia – 1,5 m/s (typowa prędkość cięcia – 0,5 cm/s),
• Minimalna wielkość otworu w szablonie – 30 µm,
• Maksymalna grubość folii metalowej – 500 µm.

Układ transmitujący i ogniskujący skupia wiązkę laserową emitowaną przez laser na powierzchni folii metalowej. Układ ten składa się z dwóch teleskopów zwiększających średnicę wiązki laserowej, zwierciadła oraz soczewki ogniskującej (Rys. 1). Folia metalowa zamocowana jest przy pomocy umieszczonego na stole XY układu do naciągu folii. Stół XY zbudowany jest z dwóch prostopadłych, liniowych silników krokowych. Silniki te charakteryzują się dużą dokładnością przesuwu (około 2 µm) oraz dużą prędkością (1,5 m/s) i przyspieszeniem. Ruch silników kontrolowany jest przez uruchomiony na komputerze program sterujący. Połączony z programem sterującym układ do obserwacji obszaru roboczego umożliwia początkowe pozycjonowanie folii metalowej. Układ do automatycznego ogniskowania wiązki laserowej składa się z czujnika odległości, który połączony jest z silnikiem OZ. Układ ten działa na zasadzie sprzężenia zwrotnego i jego rolą jest ogniskowanie wiązki laserowej poprzez utrzymanie stałej odległości pomiędzy soczewką ogniskującą i powierzchnią folii metalowej.

W sprawach korzystania z oferty Job-Shopu proszę się kontaktować z drem M. Kocikiem: kocik@imp.gda.pl

Galeria mikroobróbki laserowej