借助于工程創(chuàng)新和精確的激光加工，可制造出功能強(qiáng)大的消費(fèi)品。
在多層聚酰亞胺材料上進(jìn)行合理的激光切割過(guò)程，也是利用類(lèi)似的原則，但是必須仔細(xì)考慮每種多聚物的性質(zhì)，并且很好地控制激光系統(tǒng)。很大程度上來(lái)說(shuō)，大部分的有機(jī)材料在中紅外線的光譜范圍內(nèi)吸收較強(qiáng)。這就是為什么CO2激光器運(yùn)行在8 到11微米的范圍內(nèi)以及其它很廣的功率范圍內(nèi)時(shí)，是加工多聚物材料最有用的激光器之一。從操作上來(lái)說(shuō)，在多層次薄膜中，每一層都是非常薄的，通常是從小于5微米到75微米。根據(jù)每個(gè)薄層吸收效率的不同，激光能量可以部分地從一層透到另一層，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)被穿透。那么，我們?nèi)绾斡羞x擇性地加工多層次的有機(jī)材料呢？解決方案包括：了解每個(gè)薄層的吸收系數(shù)，選擇合適的激光系統(tǒng)以及對(duì)功率、脈沖情況和聚焦光學(xué)進(jìn)行精確的控制，同時(shí)控制激光能量傳輸系統(tǒng)的運(yùn)作。
圖1、在給透明的傳導(dǎo)電極（如銦錫氧化物）進(jìn)行激光制圖的過(guò)程中，可以采用355nm波長(zhǎng)的激光以減小熱效應(yīng)，不過(guò)當(dāng)切割的邊緣重疊時(shí)，熱效應(yīng)仍有可能產(chǎn)生。
逛商場(chǎng)的時(shí)候，人們驚訝于各式各樣的商品，它們的尺寸更小，但是卻更加精致。笨重的顯示器和背投式電視不再為人們所使用。取而代之的是越來(lái)越薄的液晶屏和等離子體顯示器。另外，3G智能電話集成了各種功能，包括網(wǎng)絡(luò)新聞、電子郵件、游戲、影片、歌曲、照相機(jī)，以及電話信息。事實(shí)是，工程創(chuàng)新使得許多不同的功能被集成到簡(jiǎn)潔的多層組件中。
iPhone公司制造的多點(diǎn)觸控面板包括了至少10層材料，厚度小于1mm，屏幕上的手動(dòng)將產(chǎn)生電容信號(hào)并被傳遞。在醫(yī)療產(chǎn)品中，血糖監(jiān)視片包括了多層次的薄膜材料，這些片狀材料被用于采血、傳輸流體、進(jìn)行酶反應(yīng)、顯色、測(cè)血糖。即使是食物保鮮用的伸縮袋都帶有0.075 mm厚的高性能的復(fù)合擠出薄膜，它帶有圖案層、氧氣層、防潮層、結(jié)構(gòu)層，以及密封層。隨著結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，使用激光來(lái)加工這些材料的過(guò)程也更加復(fù)雜。
當(dāng)激光束聚焦于直徑幾十個(gè)微米或更小的目標(biāo)物上時(shí)，材料上激光/材料相互作用很大程度上取決于材料對(duì)特定激光波長(zhǎng)的吸收，激光的峰值功率密度和輻照的時(shí)間。光電或者光熱作用引發(fā)一系列的化學(xué)鍵斷裂，發(fā)生的時(shí)間順序隨著材料的不同而不同。吸收性能較小的材料需要更多的輻照時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)材料接受了所傳導(dǎo)的熱能，材料受壓、熔化，之后，材料重新固化或者表面材料蒸發(fā)，或者在碳化之前燃燒。對(duì)于吸收性能較好的材料，材料的蒸發(fā)或者粒子的燒蝕會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生。在極端的情形下，發(fā)生了爆炸性的相位改變和等離子體形成，形成了蒸發(fā)材料的沖擊波。激光加工工藝，如切割、打標(biāo)、打孔、焊接等過(guò)程，就是這些作用的體現(xiàn)。
對(duì)于多層材料的加工，最簡(jiǎn)單的方法就是選擇一個(gè)激光波長(zhǎng)，使該層在這個(gè)波長(zhǎng)有最大的吸收率。一個(gè)典型的例子就是對(duì)用于柔性電路的薄層材料的微型過(guò)孔的盲打過(guò)程，該材料是由聚酰亞胺薄層結(jié)合銅箔制成的。因?yàn)榫埘啺繁游?.4微米的CO2激光，而銅的反射系數(shù)很高，所以盲打的過(guò)程很容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榫埘啺放c銅的層與層之間的邊界就成為了預(yù)定的接點(diǎn)。
圖2、重復(fù)頻率很高的脈沖光纖激光對(duì)ITO的加工速度很快，線性速度達(dá)每秒幾百厘米。該過(guò)程速度很快，因此可以避免燒蝕面積附近的熱破壞。
在多層聚酰亞胺材料上進(jìn)行合理的激光切割過(guò)程，也是利用類(lèi)似的原則，但是必須仔細(xì)考慮每種多聚物的性質(zhì)，并且很好地控制激光系統(tǒng)。很大程度上來(lái)說(shuō)，大部分的有機(jī)材料在中紅外線的光譜范圍內(nèi)吸收較強(qiáng)。這就是為什么CO2激光器運(yùn)行在8 到11微米的范圍內(nèi)以及其它很廣的功率范圍內(nèi)時(shí)，是加工多聚物材料最有用的激光器之一。從操作上來(lái)說(shuō)，在多層次薄膜中，每一層都是非常薄的，通常是從小于5微米到75微米。根據(jù)每個(gè)薄層吸收效率的不同，激光能量可以部分地從一層透到另一層，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)被穿透。那么，我們?nèi)绾斡羞x擇性地加工多層次的有機(jī)材料呢？解決方案包括：了解每個(gè)薄層的吸收系數(shù)，選擇合適的激光系統(tǒng)以及對(duì)功率、脈沖情況和聚焦光學(xué)進(jìn)行精確的控制，同時(shí)控制激光能量傳輸系統(tǒng)的運(yùn)作。
應(yīng)用
對(duì)多聚物薄膜進(jìn)行激光加工的應(yīng)用之一就是制造易開(kāi)封的方便袋。最早所采用的是高性能的聚酯纖維/聚乙烯（PET/PE）柔性包裝用的薄膜。 聚酯纖維在維度上非常穩(wěn)定，可以打印圖案，以及產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，而聚乙烯提供了包裝袋所需的結(jié)構(gòu)和密封性能上的需要。隔離氧氣和防潮用的薄膜可以被添加在PET和PE之間，對(duì)包裝袋內(nèi)的物品進(jìn)行保鮮。因?yàn)樵诩す獠ㄩL(zhǎng)為10.6微米處，PET的吸收系數(shù)（152 cm-1）比PE的吸收系數(shù)（13 cm-1）大得多，對(duì)PET層的激光切割很容易就達(dá)到了，而影響到PE層的延展性。事實(shí)上，由于PE對(duì)CO2激光相對(duì)透明，PET層可以通過(guò)激光從PE層的方向進(jìn)行切割而仍然保存PE層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
激光技術(shù)進(jìn)一步為PET/PE薄膜提供了創(chuàng)新性的應(yīng)用。最近，可用于微波爐的包裝袋被開(kāi)發(fā)出來(lái)，這樣的包裝袋有預(yù)先由激光定好的小孔，當(dāng)加熱的時(shí)候，這些小孔會(huì)爆破，使得蒸汽跑出來(lái)。這就要求對(duì)薄膜進(jìn)行更精確的深度打孔。在生產(chǎn)過(guò)程中，激光加工薄膜的速度為300 米/分鐘。該技術(shù)可以在高速和低速兩種情況下都具有穩(wěn)定的速度，并且能進(jìn)行精確的功率控制。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
免責(zé)聲明
① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品，版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng)，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使
用，并注明"來(lái)源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來(lái)源的作品及圖片，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益，請(qǐng)及時(shí)向本網(wǎng)提出書(shū)面權(quán)利通知，并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。
相關(guān)文章網(wǎng)友點(diǎn)評(píng)
0 條相關(guān)評(píng)論
熱門(mén)資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
