Introduzione
Con una macchina da taglio laser ad alta-precisione, puoi lavorare molto più che semplici metalli e ceramiche. I compositi metallo-ceramica aprono nuove opportunità per la produzione di precisione. Questa guida copre i tipi di compositi adatti al taglio laser, le loro applicazioni e le precauzioni chiave per ottimizzare la produzione.
Punti chiave
La maggior parte dei compositi laminati, infiltrati, scheletrati-rinforzati e con gradiente possono essere tagliati al laser.
I laser a fibra ad alta-potenza sono consigliati per le lastre spesse, mentre i laser UV o a picosecondi sono i migliori per lamiere sottili e microparti.
I materiali con grandi differenze di dilatazione termica, elevata porosità o estrema fragilità richiedono un attento controllo dei parametri per evitare crepe o scheggiature.
1. Compositi laminati
Il più comune e facile da tagliare, formato impilando o incollando fogli di ceramica con strati metallici.
Esempi:
Al₂O₃ + Cu / Acciaio inossidabile → Substrati sotto vuoto, alloggiamenti elettronici
Si₃N₄ + Cu / Ti → substrati IGBT e AMB
AlN + Cu → Substrati elettronici ad alta-conduttività termica-
ZrO₂ + Ti / Ni → Sensori e componenti medicali
SiO₂ + Ti / Acciaio → Componenti di tenuta aerospaziale
2. Compositi infiltrati o sinterizzati
Il metallo si infiltra in uno scheletro ceramico, creando una struttura stabile adatta al taglio laser.
Esempi:
SiC + Al/Mg → Dissipatori di calore aerospaziali
Al₂O₃ + Cu/Ag → Elettrodi ad alta-conducibilità termica-
WC + Co/Ni → Carburi cementati
3. Compositi-a matrice metallica rinforzata con particelle
Particelle ceramiche inglobate in una matrice metallica, generalmente lisce al taglio. Il metallo assorbe il laser, mentre le particelle si sciolgono o vaporizzano, riducendo al minimo la scheggiatura.
Esempi:
Al + SiC → Dissipatori elettronici aerospaziali
Mg + SiC / Al₂O₃ → Componenti strutturali
Cu + Al₂O₃ / ZrO₂ → Elettrodi conduttivi-ad alta resistenza
4. Compositi funzionalmente classificati
La graduale espansione termica riduce la concentrazione di stress, rendendo il taglio laser più sicuro e privo di crepe, spesso utilizzato per componenti aerospaziali ad alta temperatura.
Esempi:
Al₂O₃ → Kovar
SiC → Ti
ZrO₂ → Acciaio inossidabile
5. Ceramica metallizzata
I gruppi di ceramica metallizzata Mo-Mn e Ag-Cu-Ti attiva-brasatura attiva possono essere tagliati al laser per contorni, fori e fessure. Evitare il surriscaldamento del cordone di brasatura.
Esempi:
Mo-Mn Al₂O₃ metallizzato → Componenti ceramici brasati
Gruppi di brasatura attiva Ag-Cu-Ti-
Non consigliato o usare cautela
Ceramica in schiuma ad alta-porosità + metallo → soggetta a combustione, scheggiatura e deformazione
Strati dissimili molto spessi senza gradienti → disadattamento termico, rischio di fessurazione
Compositi contenenti vetro a basso-punto di fusione-→ formazione di bolle, delaminazione
