Лазерна микрообработка и лазерно-водоструйно рязане

Дефиниция на процеса и принцип на работа

Лазерната микрообработка е високотехнологичен производствен метод за субтрактивна обработка, при който се отстранява материал в микронен и субмикронен мащаб чрез използване на високоенергийно кохерентно лазерно лъчение. Основният физически механизъм се базира на лазерната аблация – процес на бързо преминаване на твърдото вещество в течна, газообразна или плазмена фаза под въздействието на концентриран фотонен поток.

В съвременната индустрия се наблюдават два фундаментални подхода за микрообработка:

Кинематика, оси и конфигурация на машината

Кинематичната архитектура на машините за лазерна микрообработка се отличава с изключително висока динамика, термостабилност и разделителна способност по координатни оси. За постигане на субмикронна прецизност, конвенционалните сачмено-винтови двойки и механични водачи са заменени от следните компоненти:

Режещи инструменти и геометрия

При сухата лазерна микрообработка и лазерно-водоструйното рязане липсва физически режещ инструмент. Геометрията на среза се определя изцяло от свойствата на лазерния лъч и оптичните/водните вълноводи.

Параметри на процеса и оптимизация

Успешното микроструктуриране и рязане изисква фино балансиране на параметрите на лазерното излъчване и флуидната среда. Основната цел е да се достигне прагът на аблация (ablation threshold fluence, $F_{th}$) на материала с оптимално оползотворяване на енергията.