Лазеры
Автоматизированная технологическая установка «Каравелла» на базе лазера на парах меди.
Назначение: Прецизионная обработка тонколистовых (0,05…0,6 мм) материалов.
Спектр обрабатываемых материалов:
- тугоплавкие металлы (W, Мо, Та) и их сплавы
- теплопроводные металлы (Cu, Ag, Al, Au) и их сплавы
- стали и другие металлы
- полупроводники и диэлектрики
- поликристаллические алмазы
- прозрачные материалы
Виды выполняемых операций:
- прецизионная резка
- сверление микроотверстий
- скрайбирование
- модификация поверхностного слоя
- формирование изображений в прозрачных средах
Состав установки:
- Лазер на парах меди ЛПМ «Кулон-15», выполненный по схеме «генератор-усилитель»
- Прецизионная трехкоординатная система перемещения с блоком управления
- Оптическая система формирования, доставки и фокусировки пучка излучения в зону обработки
- Технологическая камера
- Система поддува технологического газа в зону обработки
- Система удаления продуктов разрушения из зоны обработки
- Несущая конструкция
Преимущества Технологические:
- бесконтактный способ обработки
- малый размер обрабатывающего пятна (10…40 мкм)
- испарительный режим обработки (минимум жидкой фазы)
- малая шероховатость поверхности реза (1…3 мкм)
- малая зона термического воздействия (5…10 мкм)
- высокая точность обработки (4…20 мкм)
- отсутствие расслоений и сколов материала
- высокая производительность (Vобр = 1…10 мм/с)
Конструктивные:
- быстродействующая электронная система прерывания мощности излучения
- система наблюдения с использованием усилительного лазерного активного элемента
- высокая повторяемость и стабильность параметров лазерных активных элементов
- большая долговечность и возможность оперативной замены активных элементов
- простота настройки установки
Преимущества обеспечены:
- отпаянной конструкцией лазерных активных элементов на парах меди
- источником питания лазера с коммутирующим элементом на основе транзисторов IJВТ
- возможностью поимпульсной и пакетной модуляции лазерного излучения
- многолетним опытом применения излучения ЛПМ в технологии прецизионной обработки материалов
Перспективные области применения:
- Электронная промышленность: изготовление сеток, электродов и других деталей ЭВП, теплоотводов и элементов из искусственного алмаза, разделение подложек.
- Приборостроение: изготовление диафрагм, матриц и элементов конструкций, маркировка инструмента.
- Автомобильная промышленность: производство форсунок двигателей, термонагру-женных датчиков.
- Химическая промышленность: производство фильер, тоновая маркировка изделий.
- Медицинская промышленность: расширители артерий, фильтры, зонды.
- Ювелирная промышленность: раскрой и обработка драгоценных материалов, изготовление сувениров и нанесение изображений в прозрачных средах и т.д.
| Длины волн излучения, нм | 510,6 и 578,2 |
| Диаметр пучка излучения, мм | 14 |
| Средняя мощность излучения, Вт, | 10…15 |
| Частота повторения импульсов, кГц | 13…14 |
| Длительность импульса излучения (по уровню 0,5), н | 10±1 |
| Нестабильность средней мощности излучения в течении 8 часов, % | 5 |
| Импульсная энергия, мДж | 0,1…1 |
| Расходимость пучка излучения, мрад | 0,1…0,3 |
| Фокусное расстояние объектива, мм | 50,70,100,150,200 |
| Диаметр рабочего пятна излучения, мкм | 10…40 |
| Перемещение координатного стола в плоскости XY, мм | 150х150 |
| Перемещение координатного стола по вертикальной оси Z, мм | 60 |
| Максимальная скорость перемещения координатного стола, мм/с | 20 |
| Погрешность позиционирования по каждой оси при (20±1)?С, мкм | ± 2 |
| Увеличение системы наблюдения, крат | 300 |
| Время готовности, мин, | 60 |
| Время непрерывной работы, ч | неограниченно |
| Потребляемая мощность от трехфазной сети, кВт, | 5 |
| Система охлаждения | «вода-вода» или «вода-воздух» |
| Габаритные размеры и занимаемая площадь, мм и м2 | 3000х1700х1350; 7 |
| Масса, кг, | 1150 |
| Гарантированная наработка без замены активных элементов, ч | 1500 |
| Среднее время восстановления установки при замене активного элемента, ч | 3 |
Результаты прецизионной обработки:
Фрагмент сферической сетки из молибдена (МЧ) толщиной 0,07 мм
Пазы в вольфраме (W) толщиной 0,2 мм
Рез поликристаллического алмаза толщиной 0,35 мм
Отверстия на меди (МВ) толщиной 0,3 мм
Отверстия в псевдосплаве (МД-80) толщиной 0,6 мм
Рез кремния (Si) толщиной 1 мм
НАГРАДЫ
1. Золотая медаль на IV Московском Международном Салоне инноваций и инвестиций (февр.2004 г.)
2. Золотая медаль на 53-м Всемирном Салоне инноваций, научных исследований и новых технологий «Brussels-Eureka 2004» (ноябрь 2004 г.)
3. Золотая медаль на VII Международном Форуме «Высокие технологии XXI века» (апр. 2006 г.)
