Indledning
Med en laserskæremaskine med høj-præcision kan du behandle mere end blot standardmetaller og keramik. Metal-keramiske kompositter åbner nye muligheder for præcisionsfremstilling. Denne vejledning dækker de typer kompositmaterialer, der er egnede til laserskæring, deres anvendelser og vigtige forholdsregler for at optimere produktionen.
Nøgle takeaways
De fleste laminerede, infiltrerede, skelet-forstærkede og gradientkompositter kan laserskæres.
Fiberlasere med høj-effekt anbefales til tykke plader, mens UV- eller picosecond-lasere er bedst til tynde plader og mikrodele.
Materialer med store termiske ekspansionsforskelle, høj porøsitet eller ekstrem skørhed kræver omhyggelig parameterkontrol for at undgå revner eller skår.
1. Laminerede kompositter
Den mest almindelige og nemmeste at skære, dannet ved at stable eller lime keramiske plader med metallag.
Eksempler:
Al₂O₃ + Cu / Rustfrit stål → Vakuumsubstrater, elektroniske huse
Si3N4 + Cu/Ti -> IGBT- og AMB-substrater
AlN + Cu → Elektroniske substrater med høj-termisk-ledningsevne
ZrO₂ + Ti / Ni → Sensorer og medicinske komponenter
SiO₂ + Ti / Stål → Luftfartsforseglingskomponenter
2. Infiltrerede eller sintrede kompositter
Metal infiltrerer et keramisk skelet og skaber en stabil struktur, der er egnet til laserskæring.
Eksempler:
SiC + Al / Mg → Luftfartskøleplader
Al₂O₃ + Cu/Ag → Elektroder med høj-termisk-ledningsevne
WC + Co / Ni → Hårdmetal
3. Partikel-forstærkede metalmatrixkompositter
Keramiske partikler indlejret i en metalmatrix, generelt glatte at skære. Metallet absorberer laseren, mens partiklerne smelter eller fordamper, hvilket minimerer afslag.
Eksempler:
Al + SiC → Aerospace elektroniske køleplader
Mg + SiC / Al2O3 → Strukturelle komponenter
Cu + Al₂O₃ / ZrO₂ → Ledende elektroder med høj-styrke
4. Funktionelt klassificerede kompositter
Gradvis termisk ekspansion reducerer spændingskoncentrationen, hvilket gør laserskæring sikrere og -fri, der ofte bruges til høj-temperatur-luftfartskomponenter.
Eksempler:
Al203 → Kovar
SiC → Ti
ZrO₂ → Rustfrit stål
5. Metalliseret keramik
Mo-Mn metalliseret keramik og Ag-Cu-Ti aktive-loddekonstruktioner kan laserskæres til konturer, huller og slidser. Undgå overophedning af loddesømmen.
Eksempler:
Mo-Mn metalliseret Al₂O₃ → Loddede keramiske komponenter
Ag-Cu-Ti aktive-loddede samlinger
Ikke anbefalet eller vær forsigtig
Skumkeramik med høj-porøsitet + metal → tilbøjelig til at brænde, skår, deformation
Meget tykke uens lag uden gradienter → termisk uoverensstemmelse, risiko for revner
Kompositmaterialer indeholdende glas med lavt-smeltepunkt-→ bobler, delaminering
