Introduksjon
Med en laserskjæremaskin med høy-presisjon kan du behandle mer enn bare standard metaller og keramikk. Metall-keramiske kompositter åpner nye muligheter for presisjonsproduksjon. Denne veiledningen dekker typene kompositter som er egnet for laserskjæring, deres applikasjoner og viktige forholdsregler for å optimalisere produksjonen.
Viktige takeaways
De fleste laminerte, infiltrerte, skjelettforsterkede-- og gradientkompositter kan laserskjæres.
Fiberlasere med høy-effekt anbefales for tykke plater, mens UV- eller pikosekundlasere er best for tynne ark og mikrodeler.
Materialer med store termiske ekspansjonsforskjeller, høy porøsitet eller ekstrem sprøhet krever nøye parameterkontroll for å unngå sprekkdannelse eller flisdannelse.
1. Laminerte kompositter
Den vanligste og enkleste å kutte, dannet ved å stable eller lime keramiske plater med metalllag.
Eksempler:
Al₂O₃ + Cu / Rustfritt stål → Vakuumsubstrater, elektroniske hus
Si3N4 + Cu/Ti → IGBT- og AMB-substrater
AlN + Cu → Elektroniske underlag med høy-termisk-ledningsevne
ZrO₂ + Ti / Ni → Sensorer og medisinske komponenter
SiO₂ + Ti / Stål → Luftfartsforseglingskomponenter
2. Infiltrerte eller sintrede kompositter
Metall infiltrerer et keramisk skjelett, og skaper en stabil struktur egnet for laserskjæring.
Eksempler:
SiC + Al / Mg → Luftfarts kjøleribber
Al₂O₃ + Cu / Ag → Elektroder med høy-termisk-ledningsevne
WC + Co / Ni → Sementerte karbider
3. Partikkel-forsterkede metallmatrisekompositter
Keramiske partikler innebygd i en metallmatrise, vanligvis glatte å kutte. Metallet absorberer laseren, mens partiklene smelter eller fordamper, og minimerer flisdannelse.
Eksempler:
Al + SiC → Aerospace elektroniske kjøleribber
Mg + SiC / Al2O3 → Strukturelle komponenter
Cu + Al₂O₃ / ZrO₂ → Ledende elektroder med høy-styrke
4. Funksjonelt graderte kompositter
Gradvis termisk ekspansjon reduserer spenningskonsentrasjonen, noe som gjør laserskjæring sikrere og -fri for sprekker, ofte brukt for høy-temperaturer i romfartskomponenter.
Eksempler:
Al203 → Kovar
SiC → Ti
ZrO₂ → Rustfritt stål
5. Metallisert keramikk
Mo-Mn metallisert keramikk og Ag-Cu-Ti aktive-loddeenheter kan laserskjæres for konturer, hull og spor. Unngå overoppheting av loddesømmen.
Eksempler:
Mo-Mn metallisert Al₂O₃ → Loddede keramiske komponenter
Ag-Cu-Ti aktive-loddeenheter
Ikke anbefalt eller vær forsiktig
Skumkeramikk med høy-porøsitet + metall → utsatt for brenning, flisdannelse, deformasjon
Svært tykke forskjellige lag uten gradienter → termisk uoverensstemmelse, sprekkrisiko
Kompositter som inneholder glass med lavt-smeltepunkt-→ bobling, delaminering
