A necessidade de gás auxiliar para corte a laser de nitreto de silício (Si₃N₄) depende da densidade e espessura do material.
1. Cenários de aplicação
----Si₃N₄ poroso e de baixa densidade (8mm): Pode ser cortado com laser QCW de 1kW (pico 3kW) usando ar e parâmetros especializados; a qualidade é aceitável.
----Si₃N₄ denso e prensado a quente (8 mm): Mesmo com um laser de pico de 10 kW, recomenda-se a assistência de nitrogênio. O ar deve ser evitado.
2. Princípios Chave
Para Si₃N₄ com 8 mm de espessura, o corte a laser envolve ablação térmica e gaseificação. O gás auxiliar desempenha três funções cruciais:
---- Remover resíduos fundidos/vaporizados: Altas temperaturas produzem Si e SiO₂ fundidos; sem gás, o corte obstrui, causando cortes incompletos ou lascas.
---- Resfriar e prevenir rachaduras: Placas grossas acumulam alto estresse térmico; o gás transporta o calor, evitando fraturas e lascas nas bordas.
---- Exclua o oxigênio para evitar a oxidação: o ar ou O₂ forma uma camada de óxido, escurecendo o corte, aumentando a rugosidade e reduzindo a resistência.
3. Auxiliar na seleção de gás
----Nitrogênio de alta pureza (N₂, 99,99%): Mais comum e econômico; evita a oxidação, remove detritos, esfria e deixa um corte limpo. Pressão: 0,6–0,8 MPa. Adequado para clipes, grampos de posicionamento, peças complexas, semicondutores e componentes NEV.
----Argônio de alta pureza (Ar, 99,999%): inerte, zona menor afetada pelo calor, cortes extremamente suaves com quase zero lascas. Ideal para substratos automotivos e de alta precisão, mas caro.
----Ar ou O₂ proibido: Causa cortes enegrecidos, rebarbas, lascas severas; inaceitável para cerâmica de precisão.
4. Parâmetros Práticos
---- Tipo de laser: Laser de fibra / picossegundo UV
----Gás auxiliar: N₂ de alta pureza, 0,7MPa
---- Potência: Laser de fibra 500–1000W
----Método de corte: Corte em anel em camadas, 3–4 passagens para evitar rachaduras
----Foco: Foco negativo (abaixo da superfície do material) garante corte uniforme
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