激光加工中切割PZT陶瓷的时序设计

针对客户提出利用激光加工设备在无街区的PZT陶瓷表面进行直线切割的工艺要求,改变激光加工设备以往只针对晶片表面街区切割的单一加工模式,设计并实现新的激光加工工艺时序,拓展了激光加工设备的应用领域。     

基于MATLAB神经网络激光切割质量预测系统设计

针对激光切割加工工艺过程的复杂性、系统的非线性、以及加工参数变化而引起的时变性, 如何确定合适的工艺参数以得到良好的切割质量就显得极其重要。针对激光切割多种因素相关的非线性特点, 建立了人工神经网络模型, 并对激光切割工艺数据进行拟合, 从而实现切割质量的预测和优化工艺参数的选取, 用以指导实际切割过程。     

准分子激光精密加工功能陶瓷及有机玻璃等各种硬脆材料的加工工艺理论研究

采用准分子激光器,对陶瓷及有机玻璃等硬脆材料的切割工艺进行了系统的研究.较为全面地探讨了各种工艺参数对切割外形和切割质量的影响规律.结果表明:切割剥离量随着激光功率密度、频率以及脉宽的增加而增大;提高重复率,不仅有利于提高加工质量,而且可以加大切割速度.在此基础上,推导出了重叠度和极限速度的计算公式,利用此公式可以估算出脉冲激光切割的极限速度.同时系统研究了激光工艺参数对切割表面粗糙度,表面残留物和飞溅的影响规律.结果表明:提高重复率、功率密度、脉冲宽度以及降低扫描速度,均可以改善切割质量.导出了描述脉冲激光切割加工时的切割表面粗糙度的经验公式,提出了控制切割质量的方法.并且对激光加工CADⅢAM应用软件进行了开发研究,给出了加工复杂图形(球面,椭球面,抛物面等)元件的算法.(OE34)     

激光参量对血管支架切缝形貌及粗糙度的影响

为了研究激光加工工艺参量对血管支架切缝形貌以及表面粗糙度的影响，采用不同参量对比分析试验法，开展了心血管支架316L材料光纤激光切割实验，分析了激光脉冲宽度、激光功率和切割速率等不同工艺参量对材料切缝形貌及粗糙度的影响，得出激光切割支架的最佳工艺参量组合。结果表明，不同区域切缝形貌和表面粗糙度存在差异性，其中支架切缝的汽化区厚度主要受脉冲宽度及激光功率影响，当脉冲宽度为35μs时，支架切缝汽化区厚度最大可达到120μm；支架切缝汽化区粗糙度随切割速率增加先减小后增大，当切割速率为6mm/s时，切缝表面粗糙度值最低为650nm。此研究结果为心血管支架光纤加工的研究及后续光整加工奠定了理论基础。     

聚晶金刚石复合片激光切割工艺研究

聚晶金刚石(PCD)复合片因其硬度高、耐磨性好等性能在刀具行业应用广泛,为了探究PCD复合片的激光切割工艺特性,获取最优的切割质量和加工效率,减少磨削余量,采用Nd∶YAG激光器对1.6 mm厚PCD复合片进行切割工艺试验。利用数字显微镜和光学轮廓仪对材料切割表面及断面进行观测分析,系统研究了激光功率、切割速度、脉冲频率及离焦量等工艺参数对切割质量的影响。通过正交试验的直观分析与方差分析对工艺参数进行分析与优化设计,同时探究不同参数下激光能量对材料的作用机理。结果表明:材料表面能量密度的大小决定着激光切割质量,选用激光功率80 W,切割速度80 mm/min,脉冲频率60 Hz,零离焦量的切割参数,获得了切缝宽度为173.10 μm,切缝单边锥度为5.90°,表面粗糙度Ra=0.65 μm 的优良PCD复合片激光切割质量。     

水射流导引激光在微细加工中的应用

研究应用水射流导引激光技术切割加工半导体材料工艺,并与传统切割工艺进行了比较.用φ25μm的水射流和波长为1064 nm的钇铝石榴石红外线激光源切割一个夺125μm的砷化镓晶片,典型的切割速度是40 mm/s,切口宽度23μm,切边无碎片和边角损坏.与锯片切割相比,其加工速度高达5倍.实验发现,水射流导引激光切割工件温度在160℃以下,晶圆加工表面基本无碎片、毛刺产生.通过对晶圆切片的3点弯曲进行试验发现,对于125μm厚的硅晶圆而言,在同等切痕宽度的情形下,微水射流导引激光切片断裂强度比锯片切片在正反两面都要高50%左右.结果表明,水射流导引激光切割技术可以大幅提高晶圆加工的效率、质量和可靠性.     

激光加工数据管理系统设计

本文作者设计了激光加工（激光焊接、表面处理及切割）工艺参数数据管理系统软件。利用该系统能对激光加工基本理论及各工艺参数对加工质量的影响等进行查询，能完成对指定工艺参数或应用实例进行索引、查询、输出等工作。系统采用汉字窗口菜单提示，人机界面友好，易于操作，亦可用作激光加工教学的辅助软件。     

Al2O3陶瓷YAG激光切割重铸层的研究

针对激光切割陶瓷产生的重铸层和裂纹,设计了超音速喷嘴,采用侧吹高速辅助气流与同轴切割气流复合技术,研究了激光加工工艺参数对重铸层及裂纹的影响规律,开发了获得最小重铸层厚度和裂纹长度的高效率激光切割方法     

割缝筛管梯形缝的激光切割

介绍了割缝筛管梯形缝的特点、激光切割的难点、特殊的设备配置及新的加工工艺方法 .结果表明 ,激光切割使割缝筛管梯形缝的质量得到提高和改善 ,并取得了较好的使用性能和效果     

激光加工中硅片晶圆的自动对准切割研究

针对激光加工设备在硅片晶圆切割过程中的效率提高问题以及客户需求, 通过图像识别功能,研究并设计实现硅片晶圆的自动旋转校位与自动切割功能,提高了晶圆的切割效率,提升设备的自动化程度.     

激光加工中自动旋转校位切割的研究

针对激光加工设备在Al2O3晶圆切割过程中的效率提高问题以及客户需求,通过图像识别功能,研究并设计实现晶圆的自动旋转校位与自动切割功能,极大地提高了晶圆切割效率。     

激光精密加工技术的现状和展望

根据加工对象尺寸与加工精度的不同,将激光加工分为大型件激光加工、精密激光加工与激光微细加工与激光微细加工技术三大类。重点介绍了激光精密加工技术,并与传统精密加工方法进行了比较。综述了激光精密加工的国内外发展现状及该技术的发展前景,并对我国激光精密加工技术的发展提出了建议。     

基于3 dB 定向耦合器的0.14 THz 功率分配器设计方法

介绍了一种基于3 dB 定向耦合器的0.14 THz 功率分配器设计方法。由于太赫兹频段的器件尺寸越来越小型化、微型化,特别是对于功率分配器中的核心结构,造成精密机械加工方式难以实现。典型的波导3 dB 定向耦合器结构是90电桥结构,其耦合缝隙之间的间距仅有不到0.5 mm,这样的尺寸是机加时产生的应力难以承受的。通过分析波导定向耦合器支路间的相位关系得出:如果耦合缝隙的间距增加到半波长的整数倍,支路间的相位差仍为90,但这样变化的结果是带宽的降低。通过耦合缝隙间距的适度增加,降低了机加的难度,工作相对带宽降到10%。经仿真分析,结果得到了验证。加工的样品测试结果表明,在0.133 ~0.147 THz 的频率范围内,插入损耗小于1 dB,回波损耗小于-20 dB。     

Machining error compensation of external cylindrical grinding using thermally actuated rest

This paper describes a new machining error compensation system for cylindrical grinding machine. In order to compensate the thermal distortion as well as the mechanical compliance, the thermally actuated rest was developed without deteriorating any mechanical performance of the rest. In this paper, a modeling of workpiece supporting system that includes the workpiece itself and the rest compliance was suggested to compensate the errors. To find the optimal distances between supports, genetic algorithm was employed. The simulation result about workpiece cylindricity show that the machining accuracy can be significantly improved by controlling the supporting spot of the rests. Also the experiment using newly developed actuators show that thermal error was reduced by 57%.     

Tool breakage monitoring using motor current signals for machine tools with linear motors

In recent years, a number of machining centers have been built using linear motors. These machining centers have great potential for precision and high-speed machining. Nevertheless, a number of problems remain unsolved, such as monitoring and control. This paper presents a new tool breakage monitoring method for this type of machining center using the current signal of the linear motor. First, the relationship between the cutting force and the motor current is analyzed. Then, the new tool breakage method is presented. From a mathematical point of view, the new method uses a nonlinear energy operator to capture the abrupt changes of the motor current signal, which is directly related to the tool breakage. The experiment validation is included.     

综合型精密制造技术实验教学平台研制与应用

为满足高等工程教育实验教学需要,需要建立综合型精密制造技术教学实验平台。文中搭建五轴联动运动台结构及其电控系统,设计了多种超精密抛光及测试子系统,包括气囊抛光子系统、磁射流加工子系统、超声振动辅助子系统、压痕子系统、材料硬度与表面检测子系统、材料亚表面损伤检测子系统,实现了多种加工与检测的教学实验功能。该综合型精密制造教学实验平台具有适用范围广、易组合扩展等特点,为“新工科”背景下高等工程教育实验教学改革和先进制造领域技术研究提供了良好的硬件平台。     

金属Micro/Meso结构器件制造技术

具有特定功能或满足特定需要的复杂形状金属micro/meso结构器件的加工,是非硅基MEMS制造和微细加工领域的一项重要内容。论述了制造金属micro/meso结构器件的几种常用加工技术(精密机械加工技术、LIGA和LIGA-like技术、微细电火花加工技术、微细电解加工技术和选择性电沉积技术等)及其工艺进展,并分析了它们的优缺点。     

CNC机床功率传感型记忆式监控技术

本文提出了ＣＮＣ机床功率传感器记忆式监控技术和机床加工功率信息窗参数记忆技术，同时给出了ＣＮＣ机床批量加工的起控技术方案，成功地解决了变负载加工过程的监控。     

聚焦离子束扫描显像技术

聚焦离子束（FIB）是一种将微分析和微加工相结合的新技术,广泛应用于芯片电路修改、研磨、沉积和二次电子离子成像。扫描显像技术是FIB的重要功能,主要用于器件精密加工中,校正束与工件的坐标位置,修正像的畸变。还可以在显示器上观察加工工件的表面形貌,使加工更加直观。FIB其它所有的功能和应用都要在扫描离子显微镜所显示的图像下进行,叙述了用于FIB扫描显像的一种新方法。