窒化ケイ素 (Si₃N₄) セラミックの加工の鍵は、粉末成形 → 高温焼結 → ダイヤモンド ツール、レーザー、または超音波法を使用した精密機械加工です。- Si₃N₄ は非常に硬く、脆く、熱伝導性が高いため、加工には低応力、最小限の熱、亀裂の制御が必要です。
産業用途:
ナノ秒ファイバーレーザーは、依然として工業用精度の主流のソリューションであり、管理されたコストで信頼性の高い精度を提供します。一般的なパフォーマンスには次のものが含まれます。
√ 装置と形状の精度: プラットフォームの位置決め精度は最大 ±3 mm、再現性は ±2 mm。
√ 切断線幅: 最小 50 μm。
√ 表面粗さ: 高度な機械では、Si₃N₄ 表面は Ra ≈ 1.5 μm を達成できます。
√ 用途: DBC セラミック基板および Si₃N₄ コンポーネントの精密切断、スクライビング、穴あけ。
フェムト秒レーザーは、パルス幅が超短いため、「冷間加工」が可能であり、超高精度に最適です。{0}{1}
√ 切断精度: サブ-ミクロン(<1 µm) or better.
√ 最小線幅: 20 μm 未満。
√ 表面粗さ (Ra): 0.1 μm と低く、非常に滑らかなエッジを実現します。
√ 用途: 精密医療機器。
精度に影響を与える要因
レーザーの種類以外にも、いくつかの重要な要素が加工品質を決定します。
√ 機器のパフォーマンス: 高精度の位置決めシステム、安定した機械構造、正確なモーション制御が不可欠です。{0}
√ プロセス パラメータ: レーザー出力、パルス幅、スキャン速度、フォーカス オフセット、アシスト ガスは、熱の影響を受けるゾーンとエッジの品質に直接影響します。{0}
√ 材料特性: Si₃N₄ の密度、厚さ、内部応力は、最終的な切削結果に影響します。
√ 熱管理: 熱影響部 (HAZ) は材料を劣化させたり、微小な亀裂を引き起こす可能性があります。-フェムト秒レーザーは冷間加工により HAZ を最小限に抑えます。
適切な機器の選択
最適なソリューションは、精度、コスト、効率の要件によって異なります。
√ 究極の精度と完璧なエッジ品質を実現: フェムト秒レーザー。
√ 費用対効果の高い一般的な工業用精度の場合: ファイバー レーザー。-
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