Маска для проекційної лазерної обробки

Застосування демонстраційного транспаранта, надрукованого на лазерному принтері, як маски для проекційного лазерного маркування і розмірної обробки Винахід має відношення до техніки лазерної обробки матеріалів, зокрема до проекційної лазерної мікрообробки В літературі представлені маски для проекційного лазерного маркування і розмірної обробки Відома металева маска, яку виготовляють із мідної фольги способом лазерного різання До недоліків такої маски слід віднести и високу вартість, оскільки для її виготовлення необхідне коштовне обладнання Ще одним недоліком є наявність топологічних обмежень на конфігурацію маски, яка повинна забезпечувати відсутність частин, що випадають В патенті США № 5,756,236 представлено спосіб виготовлення маски що являє собою шар алюмінію на прозорій підкладці В необхідних місцях хром видаляють способом фотолітографії До недоліків такої маски слід віднести високу вартість, оскільки для її виготовлення потрібне коштовне обладнання, а також наявність екологічно шкідливого фотохімічного процесу та порівняно тривалий час виготовлення мерній основі, надрукованого на лазерному принтері, в якості маски для проекційного лазерного маркування і розмірної обробки Наші дослідження показали, що транспарант на полімерній основі, надрукований на лазерному принтері, може бути використаний як маска для проекційного лазерного маркування і розмірної обробки матеріалів завдяки таким його якостям 1 - матеріал транспаранту прозорий для лазерного випромінювання з довжиною хвилі від О.Змкм до 1,1мкм, 2 - прозорість ділянок транспаранту, які покриті тонером, не перевищує 10%, 3 - матеріал транспаранту не пошкоджується лазерним випромінюванням з густиною потужності до 125мДж/см2 Таким чином при використанні вказаного транспаранту в якості маски для проекційного лазерного маркування і розмірної обробки та при зменшенні проекційної системи наприклад в 10 разів, на зразку що оброблюється в тих його місцях, які відповідають прозорим ділянкам транспаранту, може бути створено густину потужності лазерного випромінювання до 1,25Дж/см2 Це перевищує поріг лазерної абляції для більшості матеріалів В той самий час в тих місцях об'єкту що оброблюється, які відповідають непрозорим ділянкам транспаранту, густина потужності лазерного ВІДОМІ демонстраційні транспаранти (прозірки) для друку на лазерному принтері Вони виробляються декількома фірмами, наприклад XEROX, DANKA, і мають вигляд прозорих полімерних аркушів формату А4, A3 На лазерному принтері на таких транспарантах може бути нанесено графічні 1 зображення з роздільною здатністю, яка визначається параметрами принтера Відоме застосування таких транспарантів в якості демонстраційного матеріалу для візуальної проекції графічних зображень на великий екран Метою цього винаходу є зменшення вартості маски для проекційного лазерного маркування та розмірної обробки а також прискорення процесу її виготовлення Вказана мета досягається застосуванням відомого демонстраційного транспаранту на полі буде випромінювання перевищувати не 125мДж/см Це означає, що за допомогою такої системи можна обробляти матеріали з порогом лазерної абляції від 125мДж/см до 1,25Дж/см2 Для матеріалів з іншими порогами лазерної абляції завжди можна підібрати необхідний діапазон густини потужності, змінюючи показник масштабування проекційної системи або змінюючи густину потужності лазерного випромінювання на масці ВІДМІТИМО, ЩО традиційне застосування транс ю 54714 мідної фольги Запропоновану нами маску можна встановити замість проекційної маски-трафарету за умови що густина потужності лазерного випромінювання на поверхні маски не перевищувати 2 125мДж/см З використанням маски, надрукованої на лазерному принтері OKI-LASER 400 на демонстраційних транспарантах фірми XEROX нами виконувалась лазерна мікрообробка таких матеріалів, як кераміка, кремній, метали та ш Оптичну схему використаної нами установки показано на фіг 2 Установка складається з 1 - Nd KGW-лазер, 2 блок формування променю, 3 - сканер, 4 - вузол маски, 5 - вузол проектування зображення, 6 - напівпрозоре дзеркало для спостерігання, 7 - мікроскоп для спостерігання, 8 - столик для позиціювання зразка Зменшення оптичної проекційної системи дорівнює 15 Лазерне джерело має такі параметри Енергія імпульсу - 50мДж, довжина хвилі випромінювання 1,06мкм, тривалість імпульсу - 8 не, частота повторення імпульсів - до 150Гц Використання маски, надрукованої за допомогою лазерного принтера на демонстраційному транспарантідозволить здешевити маску, а також підвищити швидкість виготовлення паранту з надрукованим на лазерному принтері зображенням в якості демонстраційного матеріалу, який проектують на екран для візуального спостереження, не супроводжується фізико-хімічними змінами матеріалу екрану під дією проектуючого світла Головна ВІДМІННІСТЬ запропонованого застосування полягає в тому, що при застосуванні такого ж транспаранту в якості маски для проекційного лазерного маркування і розмірної обробки матеріал об'єкту, на який здійснюється проекція, видаляється під дією проектуючого світла завдяки абляції На фіг 1 зображено оптичну схему установки проекційної лазерної обробки /патент Роси № 2111849/, яку використано в установках для лазерного клейміння ДЕЛЬТА-201 і ДЕЛЬТА-201, що виготовляє Санкт-Петербурзький Центр лазерних технологій Схема складається з лазерного джерела 1, формувача лазерного променю 2, вузла сканування променю, що являє собою призму в вигляді паралелепіпеду 3, встановлену на ВІСІ крокового двигуна 4, маски-трафарету 5, поворотних дзеркал 6, 7 і 8, об'єктива 9, який створює зменшене зображення маски на поверхні виробу 10, що оброблюється Рекомендовану маску виготовляють способом прецизійного лазерного різання з ФІГ.1 ФІГ.2 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24