Lazer kesim: cam enkoder diskleri neden takımla kesilmez

Cam enkoder disk, tam plakadan dış daire ve iç delik olarak çizgilere eş merkezli kesilmelidir. Çarkla çizme yalnızca doğrularda iyidir; taşlama temas kuvveti ve kenar çatlağı getirir. Bu makale camı lazerle kesmenin temelini, serbest kontur, eş merkezlilik ve temassız kesim avantajlarını ve ısıdan etkilenen bölgeyi ve son işlemi anlatır.

Fotolitografi bitince disk deseni hâlâ tek bir cam plaka üzerindedir. Sonra tek tek yuvarlak disklere kesilmelidir: dışta bir dış daire, ortada mil için bir iç delik. Pencere camı bir çarkla çizilir — neden enkoder diskleri lazer ister?

Şekil 1 – Lazer kesim: kamera önce merkezleme halkası üzerinde noktalar alıp desen merkezini bulur; lazer bu merkeze göre önce iç deliği, sonra dış daireyi keser; böylece dış daire, iç delik ve çizgiler eş merkezlidir

Mekanik yöntemler nerede zorlanır

Cam sert ve gevrektir; yaygın mekanik yolların her birinin sınırı vardır:

Çarkla çizme: yüzeyde sığ bir çizik açılır, sonra kırılır. Doğrular iyi kırılır; kapalı daire kırılması zordur, iç delik neredeyse olanaksızdır.
Elmas taşlama ve kovan delme: daire ve delik yapılabilir ama takım cama baskı yapar; temas kuvveti ve titreşim kolayca kenar çatlağı ve mikroçatlak üretir; takım aşınır, boyutlar yavaşça kayar; soğutma sıvısı ve talaş desen yüzünü kirletebilir.

Yalnızca birkaç on milimetre çapında, yüzeyinde ince çizgiler olan bir disk için bu sorunların hiçbiri küçük değildir.

Lazer camı nasıl keser

Camın lazerle kesilmesi, çok dar bir hat boyunca enerji soğurulmasına dayanır. İki yaygın yaklaşım:

Isıl gerilim ayrımı: camın güçlü soğurduğu uzun dalga boylu lazer (örneğin CO₂ lazer) iz boyunca ısıtır; yerel ısıl gerilim camı planlanan yolda çatlatır.
Ultra kısa darbe işleme: sıradan cam birçok dalga boyunda saydamdır; ancak pikosecond veya femtosaniye darbeler camın içinde odaklanınca odakta doğrusal olmayan soğurma olur, iz boyunca değiştirilmiş bir hat oluşur ve sonra ayrılır.

Hangi yöntem ve parametreler cam türüne, kalınlığa ve kenar gereksinimine bağlıdır.

Avantaj bir: bir bağlama, eş merkezli kesim

Enkoder disklerinin en çok önemsediği budur. Şekil 1’e bakın: kesmeden önce kamera desen üzerindeki merkezleme halkasını veya işaretleri tanır, desen merkezini hesaplar ve aynı bağlamada bu merkeze göre iç delik ile dış daireyi keser. Yaygın uygulama önce iç delik, sonra dış dairedir; böylece delik kesilirken disk hâlâ plakaya bağlıdır ve kayamaz.

Eş merkezlilik neden bu kadar önemli? Müşteri montajda iç delik veya dış daireye göre konumlandırırsa, kesim kayması e doğrudan eksantriklik olur ve tur başına bir dönemlik sinüs hatası üretir; genlik yaklaşık e ÷ r’dir:

Okuma yarıçapı r	Eksantriklik 1 μm	Eksantriklik 5 μm
20 mm	yaklaşık 10″	yaklaşık 52″
10 mm	yaklaşık 21″	yaklaşık 103″

Müşteri mikroskop altında merkezleme halkasına göre hizalasa bile eş merkezli dış daire ve iç delik, oturma boşluğunu daha düzgün kılar ve hizalamayı kolaylaştırır.

Avantaj iki: serbest kontur, temas kuvveti yok

Lazer yolu programla belirlenir. Dış daire, iç delik, çentik, düz kenar ve biçimli deliklerin hepsi kesilebilir; disk tipi değişince program değişir, özel takım gerekmez. Camın üzerine baskı yapan takım yoktur; dolayısıyla bağlama deformasyonu, takım aşınması ve soğutma kirliliği yoktur — özellikle ince cama uygundur.

Bedel: ısıdan etkilenen bölge ve son işlem

Lazerin yan etkisi yok değildir. Kesitin yakınında ısıdan etkilenen bir bölge oluşabilir; mikroçatlak, artık gerilim ve az miktarda kırık bırakabilir. Bu yüzden:

Desen ile kesim hattı arasında güvenlik mesafesi bırakın;
Kesim parametrelerini malzemeye göre ayarlayın ve ilk parçada kenarı denetleyin;
Kesimden sonra kenar taşlayıp pah kırın; kesitteki mikroçatlakları giderin;
Kırık ve tozu almak için yeniden yıkayın.

Kenar taşlama ve pahın disk ömrünü neden belirlediği bir sonraki makalede anlatılır.

Özet

Cam enkoder diskleri takımla kesilmez; asıl neden, lazerin bir bağlamada desen merkezine göre iç delik ve dış daireyi kesebilmesi, temas kuvveti olmaması ve kontur sınırı taşımamasıdır. Bedel, ısıdan etkilenmiş bir kesittir; kenar taşlama ve yıkama ile tamamlanır. Okuma yarıçapı küçüldükçe kesim eş merkezliliği gereksinimi artar.

Çince orijinal makalenin çevirisi (0027). ENC7 – enkoder diski üreticisi (teklif) · Teknik makaleler · https://enc7.com