সিলিকন নাইট্রাইড বনাম অ্যালুমিনা: কোন সিরামিক লেজার কাটতে বেশি কঠিন?

একটি সিরামিক লেজার কাটিয়া মেশিন নির্বাচন করার সময়, অনেক প্রকৌশলী অনুমান করেন যে উচ্চতর লেজার শোষণ স্বয়ংক্রিয়ভাবে সহজ মেশিনিং মানে। বাস্তবে, লেজারের কাটিং কর্মক্ষমতা লেজারের শোষণ, তাপ পরিবাহিতা, তাপ সম্প্রসারণ এবং ক্র্যাক প্রতিরোধের মধ্যে ভারসাম্যের উপর নির্ভর করে।
যদিও সিলিকন নাইট্রাইড (Si₃N₄) অ্যালুমিনা (Al₂O₃) থেকে লেজার শক্তিকে ভালোভাবে শোষণ করে, তাপীয় চাপের প্রতি চরম সংবেদনশীলতার কারণে এটি প্রক্রিয়া করা সবচেয়ে কঠিন ইঞ্জিনিয়ারিং সিরামিকগুলির মধ্যে একটি।

এই নিবন্ধটি শিল্প উৎপাদনের জন্য QCW ফাইবার লেজার, 355 nm UV ন্যানোসেকেন্ড লেজার এবং পিকোসেকেন্ড লেজারগুলির তুলনা করে।

উপাদান বৈশিষ্ট্য যে লেজার কাটিং প্রভাবিত

1. QCW 1064 nm ফাইবার লেজার
অ্যালুমিনা
পরিপক্ক উত্পাদন প্রক্রিয়া
প্রশস্ত প্রক্রিয়াকরণ উইন্ডো
স্থিতিশীল কনট্যুর কাটা
উচ্চ উত্পাদনশীলতা
প্রধান সীমাবদ্ধতা কম ইনফ্রারেড শোষণ, যা সাধারণত কাটার আগে একটি শোষণকারী আবরণ দিয়ে সমাধান করা হয়।
অসুবিধা: ★★☆☆☆
সিলিকন নাইট্রাইড
যদিও Si₃N₄ ইনফ্রারেড আলো ভালোভাবে শোষণ করে, এটি তাপীয় ক্র্যাকিংয়ের প্রবণতা অনেক বেশি।
সাধারণ সমস্যাগুলির মধ্যে রয়েছে:
পুরুত্বের মাইক্রোক্র্যাকের মাধ্যমে-
প্রান্ত চিপিং
বিলম্বিত ক্র্যাকিং
অগভীর-স্তর স্ক্যানিংয়ের কারণে কাটার গতি কমে গেছে
প্রক্রিয়া উইন্ডোটি অ্যালুমিনার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে সংকীর্ণ।
অসুবিধা: ★★★★★

2. 355 nm UV ন্যানোসেকেন্ড লেজার
অ্যালুমিনা
UV লেজার কাটিং ইতিমধ্যে একটি পরিপক্ক শিল্প সমাধান।
সাধারণ সুবিধার মধ্যে রয়েছে:
ছোট HAZ
স্থির মাইক্রো-হোল মেশিনিং
কম চিপিং
উচ্চ উৎপাদন ফলন
অসুবিধা: ★★☆☆☆
সিলিকন নাইট্রাইড
UV লেজারগুলি তাপীয় ক্ষতিকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে তবে তাপীয় চাপকে সম্পূর্ণরূপে দূর করতে পারে না।
শিল্প উত্পাদন সাধারণত প্রয়োজন:
উচ্চ লেজার শক্তি (20-30 ওয়াট)
মাল্টি-অগভীর কাটিং পাস
উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন সহায়ক গ্যাস
অপ্টিমাইজড কুলিং কৌশল
অ্যালুমিনার সাথে তুলনা করে, প্রক্রিয়াকরণের সময় সাধারণত 50-100% বেশি হয়।
অসুবিধা: ★★★★☆

3. পিকোসেকেন্ড লেজার
অ্যালুমিনা
পিকোসেকেন্ড লেজারগুলি প্রদান করে:
প্রায়-শূন্য HAZ
কোন রিকাস্ট লেয়ার নেই
চমৎকার প্রান্ত মানের
স্থিতিশীল নির্ভুলতা যন্ত্র

অসুবিধা: ★★☆☆☆
সিলিকন নাইট্রাইড
আল্ট্রাশর্ট ডালগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে ফাটল গঠন কমায়, কিন্তু Si₃N₄ এখনও প্রয়োজন:
নিম্ন পালস শক্তি
আরো স্ক্যানিং পাস
দীর্ঘ মেশিন সময়
উত্পাদন দক্ষতা সাধারণত অ্যালুমিনার তুলনায় 30% কম থাকে।
অসুবিধা: ★★★☆☆

অসুবিধা তুলনা

কেন সিলিকন নাইট্রাইড আরো কঠিন?
সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ লেজার শোষণ নয়।
পরিবর্তে, সিলিকন নাইট্রাইড বিভিন্ন প্রতিকূল বৈশিষ্ট্য একত্রিত করে:
নিম্ন তাপ পরিবাহিতা
অত্যন্ত কম তাপ সম্প্রসারণ
উচ্চ অবশিষ্ট তাপ চাপ
বৃহত্তর ফাটল সংবেদনশীলতা
সংকীর্ণ প্রক্রিয়া উইন্ডো

ফলস্বরূপ, এমনকি UV বা পিকোসেকেন্ড লেজারের সাথেও, নির্মাতাদের সাধারণত প্রয়োজন হয়:
আরো কাটিয়া পাস
পাস প্রতি কম শক্তি
শক্তিশালী কুলিং
দীর্ঘ প্রক্রিয়াকরণ সময়
এই কারণগুলি ব্যাপক উত্পাদনে অ্যালুমিনার তুলনায় Si₃N₄ প্রক্রিয়া করা উল্লেখযোগ্যভাবে আরও কঠিন করে তোলে।

প্রস্তাবিত লেজার সমাধান

উপসংহার
যদিও সিলিকন নাইট্রাইড অ্যালুমিনার চেয়ে বেশি দক্ষতার সাথে লেজার শক্তি শোষণ করে, এর দুর্বল তাপ অপচয় এবং অত্যন্ত উচ্চ তাপীয় চাপ সংবেদনশীলতা এটিকে লেজার প্রক্রিয়াকরণের জন্য সবচেয়ে চ্যালেঞ্জিং সিরামিকগুলির মধ্যে একটি করে তোলে।

উচ্চ-ফলনশীল শিল্প উত্পাদনের জন্য, 355 nm UV লেজারগুলি নির্ভুল Si₃N₄ মেশিনিংয়ের জন্য পছন্দের সমাধান হিসাবে রয়ে গেছে, যখন QCW ফাইবার লেজারগুলি উচ্চ-দক্ষতা অ্যালুমিনা প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত।

উন্নত সিরামিকের জন্য একটি লেজার সমাধান প্রয়োজন?
YCLASERAl₂O₃, Si₃N₄, AlN, ZrO₂, SiC, DBC এবং DPC সিরামিক সাবস্ট্রেটের নির্ভুল লেজার কাটাতে বিশেষজ্ঞ। আমরা প্রোটোটাইপিং এবং ব্যাপক উত্পাদন উভয়ের জন্য বিনামূল্যে নমুনা পরীক্ষা, প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশান এবং কাস্টমাইজড লেজার সমাধান প্রদান করি।আপনার আবেদন নিয়ে আলোচনা করতে আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন।