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發(fā)布時間：2018-08-10 來源：元祿光電
陶瓷是一種高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化的功能材料，特點是硬度高、剛度高、強度高、無塑性、熱穩(wěn)定性高、化學(xué)穩(wěn)定性高等，同時也是良好的絕緣體，常常用于軍工、航空航天、高端PCB等領(lǐng)域中。
在軍工、航空航天、3C行業(yè)中應(yīng)用的陶瓷主要為氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、金屬陶瓷、氮化物陶瓷等，具有特殊的力學(xué)、光、聲、電、磁、熱等特性。
陶瓷材料的功能特點和性能特點，在加工過程中的要求精度高、加工效果好、速度快，使得加工難度提升。傳統(tǒng)的加工方式主要是通過CNC機械加工，速度較慢，精度低，這種方式已經(jīng)越來越不適合在精密度要求更高的條件下使用。在這樣的前提條件下，激光切割技術(shù)的不斷突破在陶瓷切割、劃片、鉆孔中的應(yīng)用逐漸取得話語權(quán)。
陶瓷激光切割的優(yōu)勢
陶瓷激光切割的優(yōu)點在于非接觸加工方式，不會產(chǎn)生應(yīng)力，激光光斑小，這就意味著切割的精度高。對比CNC加工模式，加工過程中與材料有接觸，要保證精度就會要降低加工速度，這也是激光切割加工模式的精度和效率高的體現(xiàn)，機械版的沒有對比就沒有傷害。
陶瓷激光切割的劣勢
激光切割加工的劣勢相比較而言也非常明顯，一般來說常規(guī)的電子陶瓷材料的厚度普遍在3mm以下，這也是大部分激光切割加工陶瓷材料的極限，并不是說激光加工不能切割更厚的厚度，而是加工過程中的速度不如CNC加工，加工的效果也不如CNC，邊緣會有發(fā)黑現(xiàn)象。尤其是氧化鋯陶瓷切割過程中超過3mm局部會有崩邊，切割發(fā)黑嚴(yán)重。
陶瓷激光切割機的種類
目前的激光切割市場上能夠切割陶瓷的設(shè)備有紫外激光切割機、可調(diào)脈寬紅外激光切割機、皮秒激光切割機和CO2激光切割機，以元祿光電為例，主要采用進口紫外激光切割機、皮秒激光切割機和QCW紅外激光切割機加工陶瓷，兩種設(shè)備分別對應(yīng)不同材料和厚度的陶瓷加工件。
1.紫外激光切割陶瓷
采用AOC或者SP進口激光器，功率8-20W可選切割陶瓷，主要針對1mm以下陶瓷材料的加工，特別適合于軟陶瓷加工，如氯化鈉陶瓷切割、氯化鎂陶瓷切割，這種軟陶瓷材料可根據(jù)功率的不同切割6mm以下陶瓷材料。而對于氧化鋁、氮化鋁、碳化鋁等材料而言，紫外激光切割設(shè)備只適合于1mm以下切割，超過一定厚度速度較慢。
另外，紫外激光切割機在切割較厚陶瓷或者鉆孔過程中會有一定的錐度，且對于氧化鋯和氧化鈹材料而言，會有一定程度的發(fā)黑。
氯化鈉軟陶瓷紫外激光切割樣例
2.QCW陶瓷激光切割機
QCW陶瓷激光切割機根據(jù)激光器的分類可分為單模激光器和多模激光器，根據(jù)切割的需求配置，一般來說單模激光器的切割效果更好，但是也更貴。
QCW陶瓷激光切割機的主要切割厚度為3mm以下材料，適用于氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、氧化玻、氮化硅、碳化硅、氧化硼、氮化硼等陶瓷材料切割，同時也可以加工硅片、不銹鋼、鋁、銅、鈦、合金、碳鋼等材料。
1.2mm氧化鋁陶瓷激光切割
0.6mm陶瓷PCB激光切割
陶瓷激光鉆孔
硅片激光切割
3.皮秒激光切割陶瓷
皮秒切割陶瓷材料的優(yōu)勢在于脈寬段，在1ps的單位時間內(nèi)的瞬間功率大，可以穿透材料表面形成切割，由于時間短，對材料的接觸能量影響非常小，也就意味著切割質(zhì)量好，相比較于目前市場上的其他光源，切割質(zhì)量最為理想，且切割速度更快，缺點在于他的價格昂貴，基本上只能采用進口激光器。
1.7mm氧化鋯陶瓷皮秒激光切割
陶瓷材料的功能特性決定了他的使用優(yōu)勢和范圍，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，陶瓷材料應(yīng)用也越來越廣泛，價格也越來越便宜，不管是原材料制作還是加工的技術(shù)更加成熟，今后的發(fā)展也會是一種主流方向，而其中陶瓷激光切割機扮演的角色不可或缺。
推薦設(shè)備——陶瓷激光切割、鉆孔機
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