Mikrolasertyöstö on lasertekniikan osa-alue, joka mahdollistaa äärimmäisen pienten rakenteiden valmistamisen metalliin hallitusti ja toistettavasti. Tässä artikkelissa käydään läpi, mitä mikrolasertyöstö tarkoittaa käytännössä, miten tekniikan kehitys on muuttanut hienomekaanisten komponenttien valmistusta, mihin vaativan teollisuuden sovelluksiin se soveltuu ja miten valita oikea kumppani alihankintaan.

Mitä mikrolasertyöstö on ja miten se eroaa perinteisestä lasertyöstöstä

Mikrolasertyöstö tarkoittaa lasersäteen käyttöä mikromittakaavan rakenteiden, kuten pienten reikien, urien ja aukkojen, valmistamiseen metalliosiin. Keskeinen ero perinteiseen lasertyöstöön on mittakaava ja tarkkuusvaatimus: siinä missä tavanomainen laserleikkaus soveltuu millimetriluokan rakenteisiin, mikrolasertyöstössä käsitellään uraleveyksiltään 0,025–0,06 millimetrin rakenteita ja materiaalivahvuuksia jo viidestä mikrometristä alkaen.

Toinen keskeinen ero on lämpövaikutus. Mikrolasertyöstössä käytetään erittäin lyhyitä pulsseja, jotka minimoivat lämmön leviämisen ympäröivään materiaaliin. Tämä on ratkaisevaa ohuiden materiaalien käsittelyssä, jossa hallitsematon lämpö aiheuttaa helposti muodonmuutoksia tai materiaalivaurioita.

Esimerkiksi 0,1 millimetrin paksuiseen titaanilevyyn porattaessa kymmeniä reikiä lähelle toisiaan perinteinen laserprosessi tuottaisi lämpövyöhykkeen, joka vääristäisi geometriaa. Mikrolasertyöstö ratkaisee tämän hallitulla energiansyötöllä ja korkealla toistotarkkuudella.

Miten mikrolasertyöstön kehitys on muuttanut hienomekaanisten osien valmistusta

Hienomekaaniset komponentit ovat osia, joiden mitat ovat alle millimetrin ja joiden toleranssivaatimukset voivat olla jopa 1/100 millimetriä. Aiemmin tällaisten osien valmistus edellytti mekaanisia mikrojyrsintä- tai elektroerosioprosesseja, joissa työkalun kuluminen ja materiaalin käyttäytyminen asettivat käytännön rajoja saavutettavalle tarkkuudelle.

Mikrolasertyöstön kehitys on poistanut monia näistä rajoitteista. Lasersäde ei kosketa materiaalia fyysisesti, joten työkalukuluminen ei vaikuta lopputuloksen tarkkuuteen. Tämä mahdollistaa tiheitä rei’ityksiä, monimutkaisia muotoja ja ohuita rakenteita, joiden valmistus mekaanisesti olisi epäkäytännöllistä tai mahdotonta.

Welas on kehittänyt mikrolasertyöstön osaamistaan vastaamaan juuri näihin vaatimuksiin, ja pystyy käsittelemään levymateriaaleja 0,005–3,0 millimetrin paksuudella sekä putkia, joiden halkaisija on 0,3–40 millimetriä.

Mikrolasertyöstön soveltaminen vaativan teollisuuden komponentteihin

Tekniikan hyödyt korostuvat erityisesti aloilla, joissa komponenttien toimintavarmuus on ehdoton vaatimus. Lääkintälaitteiden valmistuksessa käytetään usein titaania, palladiumia ja kultaa, joista valmistetaan implantoitavia osia tai diagnostiikkalaitteiston komponentteja. Näissä sovelluksissa sekä mittatarkkuus että purseettomuus ovat toiminnallisia vaatimuksia, eivät vain laadullisia toiveita.

Ilmailu- ja puolustussektorilla komponenteilta edellytetään dokumentoitua laadunhallintaa ja sertifioitua toimitusketjua. Welas vastaa näihin vaatimuksiin ISO 9001- ja ISO 14001-sertifioinneillaan. Myös suodatinrakenteet, anturikomponentit ja ohuet jousirakenteet ovat tyypillisiä mikrolasertyöstön sovelluksia elektroniikka- ja energiateollisuudessa.

Onko sinulla komponentti, jonka valmistettavuus askarruttaa? Lähetä tekninen piirustus tai kuvaus Welasin tekniselle johtajalle Kari Kivijärvelle osoitteeseen kari.kivijarvi@welas.fi tai soita +358 50 373 7260.

Miten valita oikea mikrolasertyöstön kumppani vaativaan alihankintaan

Oikean alihankintakumppanin valinnassa mikrolasertyöstöön kannattaa arvioida kolmea keskeistä tekijää:

  • Todennettava tekninen kapasiteetti: kumppanin tulee pystyä osoittamaan konkreettiset prosessiparametrit, kuten saavutettavat toleranssit, materiaalivahvuusalueet ja uran minimileveys
  • Sertifioitu laadunhallinta: ISO 9001 -sertifiointi varmistaa prosessin toistettavuuden ja dokumentaation, mikä on erityisen tärkeää lääkintä- ja puolustussektorilla
  • Konsultatiivinen yhteistyötapa: paras kumppani osallistuu kehitykseen jo piirustus- tai prototyyppivaiheen alussa, ei vasta valmiin tilauksen vastaanottajana

Welas toimii ketteränä alihankintakumppanina prototyypistä sarjatuotantoon, tarjoten teknistä ohjausta materiaalin ja geometrian valinnassa koko projektin ajan. Welasin mikrolasertyöstö kattaa lähes kaikki metallit, mukaan lukien teräs, alumiini, kupari, titaani, palladium ja kulta.

Ota yhteyttä Welasin myyntijohtaja Livio De Cetiin komponenttivaatimustesi arvioimiseksi: livio.decet@welas.fi tai +358 50 369 9508.

Aiheeseen liittyvät artikkelit