Das Laserbohren ist eine Laserverarbeitungstechnologie mit einer Impulswärmequelle mit hoher Leistungsdichte und kurzem Aufenthalt (niedriger als beim Laserschneiden). Die Bildung der Apertur kann durch einen einzelnen Impuls oder einen Mehrfachimpuls realisiert werden. Im Vergleich zu herkömmlichen mechanischen Bohrmaschinen, elektrochemischen und EDM-Bohrtechnologien ist das Laserbohren eine wirtschaftlichere Bohrtechnologie, wenn die Verarbeitungstiefe gering ist. Obwohl die auf der Schneidkonstruktion basierende Laserwärmequelle auch zum Bohren verwendet werden kann, ist es effektiver, die auf der Bohrkonstruktion basierende Laserwärmequelle zu verwenden. Gleichzeitig kann dieser leistungsstarke, wiederholbare Pulslaser durch Bearbeiten einer Reihe eng verbundener Löcher Laserschneiden erzielen. Im Allgemeinen beträgt der Durchmesser des Laserbohrens im Allgemeinen 0,07 5 - 1. 5 mm. (0,003-0. 060 in.).
Das durch Laser hergestellte Schlüsselloch ist sauber und wird von einer kleinen Menge einer neu gegossenen Schicht begleitet, dh das geschmolzene Metall kann während des Bohrvorgangs an der Innenwand des Schlüssellochs haften. Wenn eine große Apertur benötigt wird, wird die Laserstrahlbohrtechnologie im Schneidemodus benötigt, um die erforderliche Apertur zu erhalten. Verwenden Sie beim Bohren zunächst den Bohrmodus, um Löcher mit ausreichender Größe vorzubereiten, damit der nachfolgende Schneidvorgang von hier aus beginnt. Beim Bohren oder Eindringen wird ein sich wiederholender Pulslaserstrahl mit hoher Spitzenleistung benötigt, der mit hohem Luftdruck kombiniert wird. Nach dem Eindringen in das Werkstück kann der Laserstrahl geschnitten werden, indem die Spitzenleistung verringert oder sogar in einen pulsfreien Modus übergegangen wird.
Der Festkörperlaser hat eine kurze Wellenlänge und kann eine Impulsausgabe mit hoher Intensität erzielen. Daher eignet er sich besser für Laserbohrungen wie Nd: YAG-Laser, Nd: Glaslaser und Nd: Rubinlaser. In technischen Anwendungen wird das Laserbohren von Metallmaterialien üblicherweise mit einem Nd: YAG-Laser realisiert. CO 2 -Laser werden häufig verwendet, um Löcher in nichtmetallischen Materialien wie Keramik, Verbundwerkstoffen, Kunststoffen oder Gummi zu öffnen.
Das Laserbohren von Metallmaterialien erfordert einen Pulslaser, und die Fokussierungsleistungsdichte des Strahls sollte über 10 ^ 5 W / mm ^ 2 (6 liegen. {{ 4}} w / in. ^ 2 × 10 ^ 7 w / in. ^ 2). Während des Schneidvorgangs trifft der fokussierte Strahl auf die Oberfläche des Materials, das Material schmilzt und verflüchtigt sich, und das geschmolzene und verdampfte Metall wird ausgeworfen, wodurch Löcher im Werkstück gebildet werden. Im Allgemeinen beträgt die Tiefe des Laserlochs das 6 mal den Lochdurchmesser. Beim Laserbohren von dickwandigen Bauteilen können mehrere Impulse erforderlich sein, um ein vollständiges Eindringen von Materialien zu erreichen. Mit der Laserbohrtechnologie können maximal 2 5 mm dicke Materialbohrungen erzielt werden.
Fokussierung auf den Laserstrahl
Im Laserbohrmodus muss eine Linse mit kurzer Brennweite verwendet werden, um den Spitzenleistungsstrahl des gepulsten Lasers auf einen Punkt mit einem Durchmesser von 0, 6 mm zu fokussieren, um die zum Bohren erforderliche Leistungsdichte zu erreichen.
Die geringe Divergenz des Laserstrahls kann durch einen speziellen Laserresonator erreicht werden. Während des Bohrvorgangs ändert der Laserstrahl mit geringer Divergenz die Reflexionsausbreitung des Arbeitsstrahls und verbessert so die Qualität und Tiefe des Bohrens. Der Durchmesser des Strahls kann durch Ändern der Apertur der Fokussiervorrichtung gesteuert werden. Daher kann die Apertur verwendet werden, um die Energiedichte und die Intensitätsverteilung des fokussierten Strahls zu verbessern. Diese Prinzipien haben eine gewisse Referenzbedeutung für die Anwendung des Laserbohrens.
Vorteile der Laserbohrtechnik
Das Laserbohren bietet die meisten Vorteile des Laserschneidens. Wenn der erforderliche Lochdurchmesser weniger als 0, 5 mm (0, 020 Zoll) beträgt, ist das Laserbohren besonders vorteilhaft. Darüber hinaus ist beim Bohren in Bereichen, in die herkömmliche Werkzeuge nicht eindringen können, nur ein bestimmter Winkel zwischen dem Lichtstrahl und der Materialoberfläche erforderlich, um ein Laserstrahl-Einlassbohren zu erreichen, wodurch das Auftreten von Aufprall- und Bruchereignissen aufgrund struktureller Interferenzen während der Bearbeitung wirksam vermieden wird.
Weitere Vorteile des Laserbohrens sind:
Kurze Öffnungszeit
Starke Anpassungsfähigkeit an die Automatisierung
Es kann zur Verarbeitung von Materialien verwendet werden, bei denen es schwierig ist, Löcher zu öffnen
Im Vergleich zum mechanischen Öffnen gibt es keinen mechanischen Verschleiß zwischen dem Öffnungsprozess und dem Werkstück