激光三維內(nèi)雕高分子材料的研究.pdf

1、激光雕刻是一門新的激光加工技術(shù).它用光學(xué)系統(tǒng)匯聚激光到透明材料的內(nèi)部,通過激光產(chǎn)生的高溫降解焦點(diǎn)處的材料,激光沿加工零件的外表面掃描后除去零件外多余的材料,即可得到設(shè)計(jì)加工的零件.該加工方法用CAD軟件直接繪出零件的外形或用三維立體掃描設(shè)備掃描后經(jīng)過簡(jiǎn)單的處理就可在一般的機(jī)床上加工.因此,這種新的激光加工技術(shù)具有加工速度快、加工的產(chǎn)品多樣化和加工靈活的特點(diǎn).然而不是所有的材料都適合激光加工.該文研究了適合激光雕刻的材料.首先,用激光雕刻

2、了PC,PS,PMA,ABS等高分子材料,實(shí)驗(yàn)證明這些材料均能用激光進(jìn)行雕刻.但是這些材料在雕刻中均存在一些問題.實(shí)驗(yàn)詳細(xì)研究了PS和PC的激光雕刻.雕刻面用電子掃描顯微鏡觀察可以發(fā)現(xiàn)在雕刻面上有很多峰狀的孔洞.在孔洞的中央均由一小團(tuán)黑色炭化物.用紫外光譜分析可以確定黑色物為無定型碳.根據(jù)顏色可把雕刻面的分為三個(gè)區(qū)域:黑色為炭化區(qū);白色是沒有雕刻或在激光的作用下只發(fā)生了熔融而沒有發(fā)生炭化,在后處理時(shí)應(yīng)力作用下的斷裂區(qū)域,其它區(qū)域是灰色區(qū)

3、域,這些區(qū)域是有部分聚合物炭化而有部分發(fā)生熔融的區(qū)域.在雕刻面上刮下聚合物做紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)雕刻師前后聚合物FI-IR圖中的吸收峰相對(duì)應(yīng),只是蜂的強(qiáng)度不一樣.并且通過X-光電子能譜分析確定了的雕刻面的化學(xué)元素和他們存在的狀態(tài).不僅僅是材料,雕刻時(shí)激光的功率、掃描速度、掃描線的間距和步長(zhǎng)均影響雕刻面的質(zhì)量,研究表明以上四種激光參數(shù)與材料相匹配才能得到較好的雕刻面,并且雕刻面更易分離.最后,在合成了多種含金屬鹽的聚合物后依據(jù)適合激光雕刻材料