В процессе исследований отчетливо наметились три основных неза висимых направления для использования излучения ЛПМ в технологии: прецизионная резка и сверление, обработка пленочных покрытий, поверхностная обработка. Для прецизионной обработки материалов необходимо использовать ЛПМ со средней мощностью 1-40 Вт [18, 142-153, 175, 218]. Толщина обрабатываемого материала — от 0,05 до 2 мм и больше. Скорость качественной резки при толщине 0,1-0,2 мм мало зависит от материала и составляет 3,0-3,5 мм/с. Процесс лазерной резки одинаково эффек тивен как для тугоплавких металлов (Мо, Та, АД/", ЫЬ, 2г и др.), так и для металлов с хорошей теплопроводностью (А1, Си, А^, Аи и др.). Шероховатость поверхности реза может составить менее 1 мкм. Лазером на парах меди кроме металлов хорошо обрабатывается практически любые непрозрачные для видимого света материалы: раз личные композиты, графиты, керметы, полупроводники и диэлектрики. Скорость обработки пластин из кремния толщиной 0,5 мм составляет более 6 мм/с. Ширина реза зависит от применяемой оптики и ма териала: для объектива с фокусным расстоянием 100 мм она равна 20-30 мкм, а для малой толщины материала (менее 0,1 мм) может не превышать 15 мкм. Отверстия диаметром более 100 мкм обычно просверливаются ме тодом контурной резки. Точность и качество изготовления таких отвер стий определяется и параметрами системы движения. Отверстия диа метром до 100 мкм эффективно сверлятся методом прямой прошивки. Скорость сверления тонких образцов превышает 5 мм/с, коэффициент формы доходит до 40, минимальный размер отверстия — 3 мкм. Полу чение отверстий с помощью Л П М возможно в материалах толщиной до 3-4 мм при энергиях в импульсе 3 мДж и более. Для обработки пленочных покрытий достаточно средней мощно сти излучения ЛПМ от 0,5 до 5 Вт [18, 218]. (Толщина пленочного покрытия — до 10 мкм.) Ширина реза для пленки с толщиной порядка долей микрона определяется используемой оптикой и качеством излу чения и может доходить до 1,5-2,0 мкм (т.е. в 3-4 раза превышает длину волны излучения). Скорость такой обработки может достигать 500 мм/с. С помощью Л П М одинаково эффективно обрабатываются как ме таллические, так и неметаллические, а также высокотемпературные сверхпроводящие пленки независимо от материала подложки. Иссле дуются технологии удаления металлического покрытия с гибкой про зрачной подложки (типа ацетатной, полиамидной и т.д.) без ее раз рушения. Применение лазерной технологии при мелкосерийном произ водстве пленочных материалов может иметь большие преимущества:значительно сокращается время их обработки, исключаются «мокрые» операции, экономятся дефицитные материалы и в целом улучшается экология производства. Создание диэлектрических промежутков в сплошной металлической пленке, нанесенной на подложку, — одно из перспективных направле ний использования Л П М . По этой технологии производились детали коммутационных устройств, изготавливались партии датчиков несколь ких типов и их подстройка. К третьему перспективному направлению применения ЛПМ — по верхностной обработке [18, 218, 270] — можно отнести как процессы очистки поверхности от загрязнений (при плотности пиковой мощности излучения 104-105 Вт/см2), так и создание структурных изменений в тонком приповерхностном слое различных сплавов с целью измене ния их физических свойств (при плотности 106-108 Вт/см2), а также квазиаморфизацию чистых веществ включая металлы (при плотности до 1010 Вт/см2). В России Л П М в технологии прецизионной микрообработки при меняют НПП «Исток», Лазерный технологический центр в Санкт- Петербурге, НИИТМ (г.Зеленоград), МГТУ им. Н.Э. Баумана. Следует отметить, что на Западе также проявляется интерес к ис пользованию излучения ЛПМ для прецизионной обработки тонколи стовых материалов. В 1995 г. прошла специализированная конферен ция НАТО по этой тематике. Соответствующие работы проводятся в нескольких научных центрах Германии, США, Италии, Великобри тании и Австралии. ЛПМ, разрабатываемые некоторыми зарубежными фирмами, в це лом уступают отечественным по ряду технических и эксплуатацион ных характеристик. Отечественные АЭ ЛПМ эффективно работают в отпаянном режиме, обладают в 3-4 раза большей гарантированной наработкой, высокой стабильностью и воспроизводимостью выходных параметров, что предопределено тщательной научной и технологиче ской проработкой конструкции, а также качеством используемых мате риалов и узлов. За период эксплуатации лазерных технологических установок были определены возможные области применения импульсного излучения ЛПМ: в электронной промышленности — изготовление сеток и управ ляющих электродов для электровакуумных приборов, теплоотводов и деталей из искусственного алмаза, разделение подложек; в прибо ростроении — производство элементов конструкций, диафрагм, мат риц, маркировка инструмента; в медицинской промышленности — изготовление фильтров, катетеров, зондов, расширителей артерий; в автомобильной промышленности — производство термонагруженных датчиков, форсунок двигателей; в химической промышленности — из готовление фильер, тоновая маркировка изделий; в ювелирной про мышленности — обработка и маркировка драгоценных изделий, изго товление объемных сувениров из прозрачных материалов и т. д. |
