激光切割背衬材料代替网格?


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我的研究小组最近购买了40W CO2激光切割机。我们在生物传感领域工作,我们希望切割的一些材料是非常薄的纳米/微纤维,将被切割成相对较小的碎片。

在切割材料时,我们希望尽可能保持样品清洁和无污染。因此,目前的电网不是最好的选择,因为它很可能会受到我们切割的其他材料的污染,而且小样本很可能无论如何都会通过电网掉落。

任何人都可以建议一种替代固体材料,而不是网格吗?理想情况下,材料不应受激光切割的影响,或至少不会散发任何烟雾,颗粒或其他污染物。此外,材料不应将激光反射回样​​品。

到目前为止,在我们拥有自己的激光切割机之前,我已经尝试了两种选择。

1)陶瓷砖我被告知它不会反射样品下面的任何激光,也不会被激光切割。但在测试后发现,大量熔融陶瓷沉积在样品上。

2)经过轨道打磨以减少反射的不锈钢金属板。这比陶瓷好一点,但我认为激光下的激光有一些反射,降低了切割质量。我只是假设这是因为切割材料后钢材上留下了少量烧焦材料。

我想可能玻璃上面的玻璃,但我听说甚至玻璃都可以被蚀刻,所以如果样品材料保持热量,这可能会导致玻璃蚀刻或破碎?我们还没有设置和开启我们的新激光切割机,需要进行一些实验和优化。

提前感谢任何建议!!


石墨有时被用作坩埚材料......可能值得在这里尝试?
Brian Drummond于

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我们在网格顶部使用了一块1.0毫米的钢板和黑色氧化物涂层。到目前为止,黑色氧化物似乎吸收了激光的光而不是反射它,并且钢上的氧化物不会熔化或释放任何烟雾或碎屑。只需要小心二氧化碳,这将最终吹掉薄片,因为网格中的间隙现在正在被覆盖...
杰森

Answers:


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具有黑色表面的钢(如评论中Jason所述)可能会很好地工作。该表面是磁铁矿,熔点为1590℃。碳钢具有高热质量和合理的导热性,以将热量从焦点拉出。

类似地,经过处理以具有氧化铜层的铜板黑色氧化物表面也可以很好地工作。氧化铜可以承受1326°C的温度,铜的非常高的导热性会将热量从焦点拉开。这些解决方案中的任何一种都可能需要购买金属板并自行应用表面处理,因为它们不是广泛可用的。

另一件需要考虑的事情是激光的焦距。较短的焦距将允许光束的切口更小。然而,对于正常切割,较短的焦距也会降低切割深度,因此制造商寻求在这些切割之间取得平衡。由于您的切割深度可能非常小,因此您需要获得最短的焦距,并在进行切割之前每次都要仔细测试焦点。 在此输入图像描述

同样重要的是要注意廉价镜片会受到球面像差的影响,因为球体的制造成本更低。一个非球面透镜将花费更多的钱,反而会造成更小的焦点。ThorLabs的1英寸焦距镜头

在此输入图像描述

您可能还想尝试不同的激光功率和不同的切割气体以减少污染。选择正在切割的产品中的材料也很重要。

这是未涂层钢和铜在10.6um波长下的吸收图。遗憾的是我找不到一种涂料。如果您使用的材料是固定的,并且上面的其他项目没有解决问题,您可能需要查看不同的波长切割激光。
在此输入图像描述


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如果钱不是问题,氧化铝板可以很好地工作,可能是1/4“厚。它是一种相当不活泼的材料,我们在高达150℃的坩埚中使用它。

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