一种激光加工方法 【技术领域】
本发明是关于一种激光加工方法,特别是关于一种无表面缺陷的激光加工方法。
【背景技术】
激光是20世纪60年代的新光源。由于激光具有方向性好、亮度高、单色性好等特点而得到广泛应用。激光加工是激光应用最有发展前途的领域之一,现在已开发出20多种激光加工技术。激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,已成为企业实行适时生产的关键技术。
激光加工是将激光束照射到工件的表面,用激光束的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的表面直接磨擦产生阻力,故激光加工的速度极快、加工对象受热影响范围较小且不会产生噪音。
激光加工大体可分为激光热加工和光化学加工(又称冷加工)。激光热加工指当激光束照射到物体表面时,引起快速加热,热力将对象的特性改变或把物料熔解蒸发。
基于激光加工的上述特点及优点,激光加工已在机械加工领域获得广泛应用。
图1是现有的一种激光打孔示意图,激光束直接打入工件10’后将工件10’材料熔化而形成孔12’。然而,由于高能量密度激光束打入工件10’时,工件10’表面的孔12’周边由于熔化材料的堆积形成瘤状结构101’,而且熔化的材料可能从孔12’内溅出而在工件表面形成微粒103’,而影响工件12表面的光洁度。
针对上述熔化材料影响工件表面光洁度的缺点,台湾专利公告第400555号揭示一种采用氧化硅或氮化硅作工件表面保护层的设计。然而,形成上述材料的保护层一般通过化学气相沉积(CVD)工艺达成,而在化学气相沉积制程中会产生一些包括具有毒性、腐蚀性、爆炸性、自燃性、助燃性等的气体,因而该制程具有一定的危险性及污染性,且化学气相沉积设备昂贵;当去除该等氧化硅或氮化硅的保护层时,需通过湿蚀刻制程,湿蚀刻制程是使用化学溶液,经由化学反应以达到蚀刻目的,然而蚀刻氧化硅或氮化硅的化学溶液包含具有强腐蚀性的酸性溶液,会产生一些有毒及腐蚀性的废液,且需要专用的蚀刻设备。
再者,现有激光加工一般需在封闭无尘车间进行,其目地是减少灰尘或其它外界因素对金属表面质量产生不良影响。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于:提供一种可防止加工缺陷或外界因素对工件表面产生不良影响的激光加工方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:首先在工件表面形成一保护层,该保护层是聚酰亚胺层,再利用激光束进行打孔等作业,之后用如丙酮、酚类溶剂将该聚酰亚胺层去除。由于有聚酰亚胺层的保护,激光加工时产生的微粒及外界灰尘等将会沉积于保护层表面,而不会沉积于工件表面,待将该保护层去除后,可得到理想的工件表面。
通过上述实施方案,可以得到优良的工件表面,而聚酰亚胺为业界常用的材料,且价格较低;另外,可将往常需在封闭车间内加工的移至普通车间,从而降低了生产成本;再者,由于是采用化学溶剂溶解而去除聚酰亚胺层,期间不会产生化学反应,没有污染及操作安全,且不须专用设备即可完成。
【附图说明】
图1是现有激光加工工件的示意图。
图2至图4是采用本发明激光加工方法加工工件的示意图。
【具体实施方式】
请参阅图2,首先在工件10的表面镀覆一层保护层,该保护层是聚酰亚胺层102,该聚酰亚胺层102可通过浸镀(dip-coating)或旋转涂布(spin-coating)等方法达成,该聚酰亚胺层102厚度为500埃至500微米。
请参阅图3,利用一激光加工机20在工件10上进行打孔加工时,激光束首先将聚酰亚胺层102熔化及气化,之后将聚酰亚胺层102下的工件10熔化,形成孔12,该工件10的熔化材料四散至聚酰亚胺层102表面形成微粒103。
请参阅图4,孔12加工完成后,通过丙酮溶剂或酚类溶剂如甲酚等将工件10表面的聚酰亚胺层102溶解去除,该聚酰亚胺层102上的微粒103及(或)外界灰尘等被同时去除,则即可得到表面无微粒103等缺陷的工件10。
通过上述实施方案,可以得到优良的工件表面,且由于是采用化学溶剂溶解去除聚酰亚胺层,期间不会产生化学反应,没有污染,且操作安全,及不须专用设备即可完成;且可将往常需在封闭车间进行的加工移至普通车间,从而降低了生产成本;再者,由于聚酰亚胺为业界常用的材料,价格较低且取得容易,因而成本较低。
上述实施方式中,该工件10可为金属材料或非金属材料,对工件10还可采用包括雕刻(engraving)、切割(cutting)等在内的多种加工方式。该激光是:Nd:YAG激光、UV YAG激光、Nd:YVO4及CO2激光等。