Einführung
Mit einer hochpräzisen Laserschneidmaschine können Sie mehr als nur Standardmetalle und Keramik bearbeiten. Metall--Keramik-Verbundwerkstoffe eröffnen neue Möglichkeiten für die Präzisionsfertigung. Dieser Leitfaden behandelt die Arten von Verbundwerkstoffen, die für das Laserschneiden geeignet sind, ihre Anwendungen und wichtige Vorsichtsmaßnahmen zur Optimierung der Produktion.
Wichtige Erkenntnisse
Die meisten laminierten, infiltrierten, skelettverstärkten und abgestuften Verbundwerkstoffe können lasergeschnitten werden.
Hochleistungsfaserlaser werden für dicke Bleche empfohlen, während UV- oder Pikosekundenlaser am besten für dünne Bleche und Mikroteile geeignet sind.
Materialien mit großen Unterschieden in der Wärmeausdehnung, hoher Porosität oder extremer Sprödigkeit erfordern eine sorgfältige Parameterkontrolle, um Risse oder Absplitterungen zu vermeiden.
1. Laminierte Verbundwerkstoffe
Am häufigsten und am einfachsten zu schneiden, entsteht durch Stapeln oder Verbinden von Keramikplatten mit Metallschichten.
Beispiele:
Al₂O₃ + Cu / Edelstahl → Vakuumsubstrate, Elektronikgehäuse
Si₃N₄ + Cu/Ti → IGBT- und AMB-Substrate
AlN + Cu → Elektronische Substrate mit hoher-thermischer-Leitfähigkeit
ZrO₂ + Ti / Ni → Sensoren und medizinische Komponenten
SiO₂ + Ti / Stahl → Dichtungskomponenten für die Luft- und Raumfahrt
2. Infiltrierte oder gesinterte Verbundwerkstoffe
Metall infiltriert ein Keramikskelett und schafft eine stabile Struktur, die für das Laserschneiden geeignet ist.
Beispiele:
SiC + Al / Mg → Kühlkörper für die Luft- und Raumfahrt
Al₂O₃ + Cu / Ag → Elektroden mit hoher-thermischer-Leitfähigkeit
WC + Co / Ni → Hartmetalle
3. Partikel-verstärkte Metallmatrix-Verbundwerkstoffe
Keramikpartikel, eingebettet in eine Metallmatrix, im Allgemeinen glatt zu schneiden. Das Metall absorbiert den Laser, während die Partikel schmelzen oder verdampfen, wodurch Absplitterungen minimiert werden.
Beispiele:
Al + SiC → Elektronische Kühlkörper für die Luft- und Raumfahrt
Mg + SiC / Al₂O₃ → Strukturbestandteile
Cu + Al₂O₃ / ZrO₂ → Hoch-leitende Elektroden
4. Funktional abgestufte Verbundwerkstoffe
Eine allmähliche Wärmeausdehnung verringert die Spannungskonzentration, wodurch das Laserschneiden sicherer und rissfrei wird und häufig für Hochtemperaturkomponenten in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt wird.
Beispiele:
Al₂O₃ → Kovar
SiC → Ti
ZrO₂ → Edelstahl
5. Metallisierte Keramik
Metallisierte Mo-Mn-Keramik und Ag-Cu-Ti-Aktiv--Lötbaugruppen können für Umrisse, Löcher und Schlitze lasergeschnitten werden. Vermeiden Sie eine Überhitzung der Lötnaht.
Beispiele:
Mo-Mn metallisiertes Al₂O₃ → Gelötete Keramikkomponenten
Aktive Ag-Cu-Ti-Lötbaugruppen
Nicht empfohlen oder mit Vorsicht verwenden
Schaumkeramik + Metall mit hoher-Porosität → anfällig für Verbrennungen, Absplitterungen und Verformungen
Sehr dicke unterschiedliche Schichten ohne Gradienten → thermische Fehlanpassung, Rissgefahr
Verbundwerkstoffe, die Glas mit niedrigem -Schmelzpunkt- enthalten → Blasenbildung, Delaminierung
Kontaktieren Sie uns
YCLaser bietet kostenloses Probenschneiden und Testen für Metall-{0}Keramik-Verbundwerkstoffe an. Kontaktieren Sie uns für Anfragen oder Bearbeitungsbedarf.
