ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ И ЛАЗЕРНАЯ ОБРАБОТКА

Электронно-лучевая обработка основана на использовании кинетической энергии сфокусированного пучка электронов. Большие скорости электронам сообщают с помощью высоких ускоряющих напряжений в среде, имеющей достаточный вакуум. Сущность процесса состоит в испарении вещества из зоны касания электронного луча. Этот вид обработки применяют для вырезания микродиодов, изготовления тонких пленок и сеток из медной фольги и т. д. Такой обработкой можно получать очень малые отверстия и прорези шириной до 0,01 мм Установка для электронно-лучевой обработки (рис. 18.11) состоит из электронной пушки, в которой образуется мощный электронный луч, вакуумной или рабочей камеры (вместе с устройствами для точной установки и перемещения заготовки), вакуумных насосов, контрольной схемы, управляющей электронным лучом и его траекторией, высоковольтного источника энергии, приборов для контроля и наблюдения за ходом процесса. Для уменьшения энергии, рассеиваемой в материале детали, применяют импульсный режим работы.

Лазерная обработка— обработка сфокусированным световым лучом. Ее применяют для разрезки, сварки, получения отверстий и т. п. Лазеры работают в импульсном режиме. Энергия их светового импульса невелика, но она сфокусирована в луче диаметром около 0,01 мм и выделяется в миллионные доли секунды. При такой концентрации энергии и ее мгновенном выделении материал обрабатываемой заготовки нагревается до высоких температур, плавится и испаряется.

Оптический квантовый генератор для лазерной обработкисостоит из трех основных элементов: активного вещества, являющегося источником индуцированного излучения, источника возбуждения (подкачки), который снабжает энергией активное вещество, и резонансной системы. Когда энергия импульса источника излучения превышает определенную величину, наблюдается увеличение интенсивности излучения в 1000 раз; с помощью линзы оно фокусируется в узкий пучок (рис. 18.12). Оптическая подкачка осуществляется одним или несколькими источниками излучения (вспышками), снабженными рефлекторами-отражателями. Резонансной системой служит стержень из рубина или неодимового стекла, торцы которого отполированы и представляют собой зеркала, причем один торец покрыт плотным непрозрачным слоем серебра, а другой, также посеребренный, имеет коэффициент пропускания около 8 %.

Оптический квантовый генератор работает следующим образом. При разряде конденсатора происходит возбуждение световых колебаний: появляется вспышка света продолжительностью около 0,001 с. Свет отражателем фокусируется на стержень, в результате чего его атомы переходят в возбужденное состояние. Когда больше половины атомов приходит в возбужденное состо­яние, то равновесие становится неустойчивым и вся запасенная в кристалле энергия одновременно освобождается, и кристалл испускает ослепительно яркий свет.