СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-6

ВЕДЕНИЕ

В течение многих лет лазерные про

цессы обработки материалов исполь

зовались преимущественно в техоблас

тях, где традиционные методыне удов

летворяли требованиям к точности и

гибкости. При этом доля микрообра

боткина лазерномрынке всегда уступа

ла макроприменениям.

Повышение требований к надёжнос

ти и качеству высокотехнологичной

продукции, многократное увеличение

быстродействия и информационной

пропускной способности, интеллекту

ализация и миниатюризация прибо

ров при повышении управляемости и

гибкости всех систем привели к лави

нообразному росту микротехнологий

для производства.

Лазерные методы микрообработки

применяются практически во всех на

укоёмких отраслях производства как

для создания новых видов технологи

ческого оборудования, так и для массо

вого производства новых видов про

дукции.

В электронике

это лазерная обра

ботка новых и традиционных матери

алов, создание 3D структур, переход

на субмикронные технологические

нормы, разработка интеллектуальных

систем датчиков и приборов на основе

микроэлектромеханических (MEMs)

технологий, создание сверхлёгких гиб

ких компонентов, мембран, панелей и

т.д. Лазерные технологии активно при

меняются и в производстве бытовой

электроники.

В средствах связи и телекоммуни

каций

– переход на мультиплекси

рованные (WDM и DWDM) волокон

но оптические линии связи (ВОЛС),

создание абсолютно нового класса

оптических коммуникационных при

боров кроссирования (MEMs и DMS

технологии) и производство средств

связи.

В машиностроении, самолётостро

ении и автомобильной промышленнос

ти

– это новые технологии лазерной

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

WWW.SOEL.RU

СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

◆

№ 6 2011

резки, микросварки и лазерной фор

мовки, создание новых технологичес

ких процессов для микроструктуриро

вания поверхностей, применение ла

зеров для сверления технологических

микроотверстий в агрегатах, инжекто

рах, форсунках и фильтрах из особо

прочных и керамических материалов,

лазерное сверление охлаждающих ка

налов в турбинных лопатках авиаци

онных двигателей и многое другое.

В энергетике

– технологии произ

водства солнечных элементов нового

поколения.

ЕДУЩИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ

ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ

МИКРООБРАБОТКИ

В определённый момент развития

лазерных технологий стало ясно, что

для решения значительной части но

вых задач возможностей традицион

ных лазерных машин оказывается

недостаточно, поскольку пределы ка

чественного улучшения основных

характеристик оборудования принци

пиально ограничены физическими

параметрами элементной базы, на

основе которых оно создано. Поэтому

ведущие компании приступили к со

зданиюкомплексов с лазерами нового

поколения, с качественно новыми ха

рактеристиками, и освоению преци

зионных кинематических систем (ко

ординатных столов и приводов, ска

нирующих систем, систем слежения) с

повышенной точностью позициони

рования.

Сегодня среди мировых производи

телей лазерного оборудования можно

выделить четыре основные группы:

●

компании – разработчики лазерных

источников, которые создают систе

мы на своих собственных лазерах,

достраивая их при помощи покуп

ных модулей (например, роботов,

манипуляторов, систем управления

т.д.). К этой группе следует отнести

Coherent, InnoLas, Thales Laser, Lasag и

ряд компаний, созданных российс

кими специалистами за рубежом,

прежде всего, LIMO и IPG Photonics;

●

ведущие станкостроительные фир

мы, производящие металлообраба

тывающее оборудование различно

го назначения, устанавливают на

свои координатные системы по

купные лазеры (пример – компания

DMG);

●

компании интеграторы, идущие от

конечной задачи заказчика и разра

батывающие оборудование для реа

лизации конкретных технологий. В

последние годы наметилась тенден

ция, когда крупные компании инте

граторы оказываются экономичес

ки эффективнее, чем производите

ли комплектующих, что ведёт к

поглощениюпоследних и созданию

концернов. Есть, однако, и другие

примеры, когда производители от

дельных блоков (как правило, лазе

ров или кинематических систем)

«достраивают» корпорацию, созда

вая или приобретая компании ин

теграторы. Примеры – фирмы LPKF,

GSI, Rofin Sinar, Jenoptik и NewPort. В

обоих случаях в рамках одного кон

церна объединяется производство и

отдельных блоков и систем, и обо

рудования в целом;

●

развитие осуществляется на основе

технологических центров или цент

ров при научных и университетских

или производственных центрах, так

называемых job shops. Однако в этом

случае оборудование изготавливает

ся в единичных экземплярах. Такие

центры существуют как за рубежом,

так и в России.

До середины 2000 х годов для целей

микрообработки в России производи

лись в основном системы с твердотель

ными лазерами с ламповой накачкой

или с газовыми (СО

) лазерами. Точ

ности позиционирования координат

ных систем составляли 20…50 мкм. В

2007–2008 гг. одна из российских ком

паний интеграторов, ОООНПЦ «Лазе

рыи аппаратура ТМ», начала разработ

ку комплексов серииМЛП с новой эле

ментной базой (волоконные лазеры,

лазеры с диодной накачкой, кинема

тические системы прямого привода с

линейными двигателями, микроопти

Лазерная микрообработка: эффективные

и надёжные решения для производства

Анна Кудрявцева (Москва)

В статье приведён краткий обзор технологий и оборудования лазерной

микрообработки материалов.