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激光技術(shù)在陶瓷行業(yè)中的應(yīng)用

發(fā)布時間：2018-08-17 來源：元祿光電

陶瓷材料是用天然或合成化合物經(jīng)過成形和高溫?zé)Y(jié)制成的一類無機(jī)非金屬材料。其他特性是耐氧化性、耐磨性、高熔點(diǎn)、高硬度，廣泛應(yīng)用于功能性工具、電子、軍工、科研等領(lǐng)域。在我們?nèi)粘Ｉ钣闷分谐Ｒ姷挠刑沾赏?、陶瓷磚等，而在工業(yè)領(lǐng)域中陶瓷的力學(xué)特性、電特性及熱特性光伏應(yīng)用于手機(jī)電子、汽車電子、軍工電子、科研電子等產(chǎn)品中。

在功能性陶瓷應(yīng)用中，根據(jù)材料的不同、應(yīng)用領(lǐng)域的不同，加工方式也各有差異。伴隨著工藝水平的提升，對陶瓷的加工精度、效果、效率等方面均有較高的要求，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式的適用性越來越小，導(dǎo)入新型工藝呼聲高漲，與此同時，一種陶瓷激光加工技術(shù)被導(dǎo)入到工藝流程中。激光加工技術(shù)憑借優(yōu)異性能，在功能性陶瓷領(lǐng)域中如魚得水，相得益彰，那么激光技術(shù)有哪些被應(yīng)用到陶瓷領(lǐng)域中呢？元祿光電為大家進(jìn)行簡單分析。

在電子領(lǐng)域陶瓷的功能性作用是陶瓷PCB基板以及陶瓷手機(jī)后蓋等應(yīng)用。這類型的陶瓷主要是氧化鋁陶瓷及氧化鋯陶瓷，如小米手機(jī)陶瓷后蓋等，激光技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)是激光切割、激光打孔以及激光打標(biāo)技術(shù)。

陶瓷PCB基板一般是96%到99%氧化鋁陶瓷切割，采用QCW脈沖式光纖激光切割機(jī)，根據(jù)材料的特性以及厚度選擇不同功率的激光器，通常采用的是150W、300W、450W三個檔次的激光器，下圖所示的是氧化鋁陶瓷PCB激光切割案例：

手機(jī)蓋板選擇的是硬度更高的氧化鋯陶瓷，激光切割氧化鋯陶瓷會有不同程度的發(fā)黑，因而在陶瓷蓋板上的加工需要二次加工，如用CNC設(shè)備擴(kuò)孔或磨邊處理，下圖所示為手機(jī)蓋板氧化鋯激光切割案例：

陶瓷在軍工、科研領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛，對激光加工陶瓷的要求也更高，常見的有陶瓷激光打孔、激光切割、激光劃線、打標(biāo)的應(yīng)用，根據(jù)陶瓷材料性質(zhì)不同采用的激光類型也有較大的差異。如在氧化鋯、淡化鋁、氧化鋁、壓電陶瓷片、氯化鈉陶瓷等等，氧化鋯、淡化鋁、氧化鋁等材料根據(jù)需求的不同，采用QCW光纖激光切割機(jī)實(shí)現(xiàn)對陶瓷材料的打孔、切割以及劃線；而壓電陶瓷片則需要根據(jù)需求選擇光纖激光設(shè)備或紫外激光切割機(jī)進(jìn)行加工；對于氯化鈉軟陶瓷的加工則采用的是紫外激光切割機(jī)或CO2激光切割機(jī)，相對的加工方式可以采用振鏡加工或準(zhǔn)直鏡加工。而對于超薄的陶瓷材料、超高精度要求的陶瓷材料則選擇的是紅外皮秒激光設(shè)備進(jìn)行加工。

皮秒陶瓷激光切割

氯化鈉軟陶瓷激光切割

壓電陶瓷片激光切割

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陶瓷激光打標(biāo)

陶瓷材料在我們?nèi)粘９I(yè)生活中的常見應(yīng)用是燈具中的應(yīng)用，激光技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)主要是激光打標(biāo)，根據(jù)材料特性的不同需要采用20W甚至是100W的光纖激光打標(biāo)機(jī)，部分材料甚至需要用到200W激光器，采用水冷振鏡模式加工。