La necesidad de gas auxiliar para cortar con láser nitruro de silicio (Si₃N₄) depende de la densidad y el espesor del material.
1. Escenarios de aplicación
----Si₃N₄ poroso y de baja densidad (8 mm): se puede cortar con un láser QCW de 1 kW (pico 3 kW) utilizando aire y parámetros especializados; La calidad es aceptable.
----Si₃N₄ denso y prensado en caliente (8 mm): incluso con un láser de pico de 10 kW, se recomienda la ayuda de nitrógeno. Se debe evitar el aire.
2. Principios clave
Para Si₃N₄ de 8 mm de espesor, el corte por láser implica ablación térmica y gasificación. El gas auxiliar desempeña tres funciones cruciales:
----Elimine los residuos fundidos/vaporizados: las altas temperaturas producen Si y SiO₂ fundidos; sin gas, la ranura se obstruye y provoca cortes incompletos o astillas.
----Enfriar y prevenir grietas: Las tablas gruesas acumulan un alto estrés térmico; El gas disipa el calor, evitando fracturas y astillas en los bordes.
----Excluya el oxígeno para evitar la oxidación: el aire o el O₂ forman una capa de óxido, ennegreciendo el corte, aumentando la rugosidad y reduciendo la resistencia.
3. Selección de gas auxiliar
----Nitrógeno de alta pureza (N₂, 99,99%): el más común y rentable; previene la oxidación, elimina la suciedad, enfría y deja un corte limpio. Presión: 0,6–0,8 MPa. Adecuado para clips, abrazaderas de posicionamiento, piezas complejas, semiconductores y componentes NEV.
----Argón de alta pureza (Ar, 99,999%): inerte, zona afectada por el calor más pequeña, cortes extremadamente suaves con casi cero astillas. Ideal para sustratos de alta precisión y de calidad automotriz, pero costoso.
----Aire u O₂ prohibido: Provoca cortes ennegrecidos, rebabas y desconchones graves; inaceptable para cerámicas de precisión.
4. Parámetros prácticos
----Tipo de láser: Láser de fibra/picosegundo UV
----Gas auxiliar: N₂ de alta pureza, 0,7 MPa
----Potencia: Láser de fibra 500–1000W
----Método de corte: corte de anillo en capas, 3 a 4 pasadas para evitar grietas
----Enfoque: El enfoque negativo (debajo de la superficie del material) garantiza un corte uniforme
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