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案例研究

飞秒激光微铣削和功能纹理化的测量

先进制造业, 案例研究, 模塑, 激光, 铣削
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Microrelleus SL 是一家成立于 1983 年的公司。该公司专门从事激光毛化服务(功能和设计)、激光微铣削以及模具、工具和零件的工业雕刻。2016 年,Microrelleus SL 在全球范围内开创性地使用 5 轴飞秒激光机为客户提供服务。该公司还将纳秒激光用于 5 轴机床、铣床和沉模 EDM。

得益于 Sensofar 独有的新技术“共聚焦融合”(结合了共聚焦和多焦面叠加技术),玻璃或 PMMA 等透明材料也可以进行成像。 

飞秒激光是一种具有超短脉冲持续时间的激光。直到 2016 年,飞秒激光器才能够被集成到 5 轴机床上。瑞士的 Georg Fischer 集团在2016 年最先实现了这一目标,因此成为该技术的世界先驱者。 这一发展为制造工艺带来了新的可能性。


与传统技术和/或其他激光相比,超短脉冲持续时间激光有两个主要优势:

(1) 无毛刺微铣削。几乎对零件没有热效应。产品经过干净、锋利的微铣削,具有非常锋利的边缘和高质量的表面光洁度。

(2)“冷激光”,使我们可以在任何材料上进行雕刻:蓝宝石、塑料、玻璃、陶瓷、铝、钢等。

用于进行微铣削和功能纹理化的最佳技术。当 Microrelleus 在 2016 年投资购买五轴飞秒激光机床时,测量要求已发生变化。他们需要一种技术来在微米和纳米级别上进行功能纹理化分析和测量。并且一切都需要以在高精确度下快速执行。

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图 1. 飞秒激光机床

激光微铣削

该技术是在模具、微流体通道、微铣削应用中制造微腔的最佳选择,适用于回火钢工具或硬质合金工具等。通过使用具有 5 倍和 20 倍物镜的 Sensofar 技术,我们能够通过易于使用和操作的采集和分析软件快速高效地检查每个微铣削项目。

得益于 Sensofar 结合共聚焦和多焦面叠加技术的独特能力,玻璃或 PMMA 等透明材料也可以进行成像。这项新技术被称为“共聚焦融合”,它将两种技术的信息合并到同一幅形貌图中,而不会影响采集时间。Sensofar 的软件算法经过优化,可以为每个像素选择最佳采集数据。因此,操作员可以在共聚焦模式下以低放大倍率物镜在高反射表面上测量高倾斜角,即激光纹理表面上的常见特征。

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图 2. 硬质合金刀具微铣削和多焦面叠加显微镜分析

功能纹理化

功能纹理化因为在塑料零部件的材料或模具上方产生了微结构或纳米结构,因此增加了零部件的功能性。功能包括:超疏水性、超亲水性、抗菌、减少摩擦、光衍射等。 这是一个新的复杂过程,我们必须确保在创建形状时微米和纳米尺度上的大小都是准确无误的。

凭借 Sensofar 出色的横向分辨率,我们能够使用 Sensofar 轮廓仪在共聚焦模式下以 100 倍放大倍率来分析微观结构上的纳米结构这是使用其他制造商的多焦面叠加显微镜所无法实现的,而这也是实现最佳纹理功能的关键要求。

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图 3. 共聚焦显微镜分析用于超疏水目的的微米和纳米纹理
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图 4. 共聚焦显微镜分析用于光衍射目的的纳米纹理

Sensofar 的共聚焦和多焦面叠加技术组合可有效地分析任何材料的微铣削和功能纹理化,无论是在微米还是在纳米级别。

我们能够获得快速且无损的测量结果,以确保实现以下目标:

1) 微铣削位于正确的公差范围内。
2) 功能纹理化能够根据创建的纹理正常运行

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