非传统材料上的微加工技术

总部位于东京的LPS Works 为非传统的新材料开发出了新型微加工应用方案。这个由18人组成的强大知识单元型公司似乎并不满于此，还想继续推进一步，为客户提供工业化批量生产所用的合适机器。

在东京最南部的大田区，一辆辆小汽车穿过工业园狭长的小道。工艺开发商兼集成商 LPS Works 的办公室就坐落于此，从公司的窗口，您的视线可以穿过一条狭窄的河口， 清楚地看到东京羽田机场——世界第四大机场。在这座人造岛上，起降飞机不断，呼应着LPS Works 办公室内的繁忙场景。公司实验室内共有18 名工程师，从事陶瓷和新型钢的复杂技术工作。

从研究到量产

LPS Works 是成功的机械零件制造商Fujita Works 投资的一家公司。销售主管Masahito Terui 阐释了他们业务背后的理念：“我们公司成立于2009 年，是一家专注于微加工知识单元型的企业。如今，很多行业需要以更小的规模、更精确的水平对材料进行加工。半导体行业就是一个例子。我们的工作是开发和积累所需要的专业知识以达成目的。”LPS Works 的客户群覆盖范围很广，从大学和国家研究机构到各行各业大大小小的公司，他们都需要在微米尺度上集成微小的功能件或进行高精密的切割与钻孔操作，而且，也都需要寻找能够开发合适技术工艺的公司。“从一开始，我们就主要使用超短脉冲激光器。由于大部分的工作都非常复杂，所以，我们必须开发或集成合适的光路、光学装置以及机器的所有其他部分。因此，在我们开发出整个工艺后，客户就顺利成章地从我们这里购买机器。一步步开展研究、生产原型和销售机器,现在已经成为这一知识单元型公司最成功的业务模式。”

显然，这影响着工程师处理每个任务的方法：“从一开始，我们就考虑如何在工业规模上应用，所以，仅仅寻找实际加工的解决方案是不行的。开发出的系统必须能够高效运作，而且，必须明确地知道它如何集成入客户的生产环境中。”



刃口钢

其中一个例子便是一家汽车制造商2013 年联系LPS Works，希望找到一种构建新型高强度碳钢的方法，该钢即碳化UHSS（超高强度钢）。该公司曾尝试使用铣床和紫外激光器，但均以失败告终。所以，东京的工程师决定开发一种超短脉冲激光工艺。今天，这一机器已经在生产线上得到了使用， 用于构建超硬汽车零件的精冲模表面。

另一个在遇到棘手工作时寻求LPS Works 协助的行业是半导体行业。“例如， 我们开发的一种技术，可以在陶瓷板上钻出直径仅30 微米的超小孔。应用要求孔与孔之间的距离仅为100 微米，非常具有挑战性。”LPS Works 创建了一个特殊穿孔（trepanning）光学系统，可以弯折超短激光脉冲发出的激光光束，并使其围绕一个摆动点旋转。这能够纠正锥角，便于工程师打造边缘角恰好为90 度的小孔。但这还只是故事的一部分，Terui 接着说道：“最难的部分是达到客户所要求的超高速度，并同时确保超高的精度：每个孔只有几秒钟的时间。” 这样高速的运动会在轴线上产生摩擦热，轴上的材料会不断延展。“当然，实际上延展量很小，但从我们讨论的尺度上来，这足以带来重大的误差。因此，我们必须找到一种方法，以确保整个工程中各处温度的恒定，” Terui 说，然后暂停了一下。“很遗憾，我不能告诉你我们是如何做到的，但这真的非常令人兴奋！”他笑着补充道。

超短脉冲激光器 TruMicro 5000 系列



TruMicro 5000 系列拥有让人印象深刻的特点。无论在结构化、消融、切割还是钻孔过程中，TruMicro 5000系列都能够在微加工过程中实现最佳的质量、精度以及高效的生产率。极高的脉冲峰值能够极快地蒸发材料而不会带来热影响。拥有专利的两级激光功率调整再加上外部调制器，保证在整个输出功率范围内光束参数恒定和最优化的输出功率稳定性，从而对任何材料都能实现精密加工，而不受任何材料的透明度、脆性或硬度的局限。作为稳定性极佳的超短脉冲激光器，TruMicro 5000系列在整个行业内具有无可比拟的优势。