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應用變異數分析法研究表面紋理加工之最佳雷射參數

為了解決Laser engraver的問題，作者呂宗霖 這樣論述：

本研究利用高效能物理雷射技術，對不鏽鋼(304)材料表面進行雷射加工優化處理，從雷射功率、雷射速度、加工遍數等不同條件下進行探討，藉由變異數分析法(ANOVA)，對雷射加工材料深度、材料層去除厚度、材料去除率等不同變異因數推導出雷射加工最佳化參數。從雷射功率、速度、加工遍數及矩形樣式加工路徑處理不鏽鋼(304)材料試片實驗結果，再經利用變異數分析發現，不鏽鋼(304)試片加工中，雷射功率調整20W時，得其加工深度由2.2804mm上升到5.8911 mm，整體材料層去除厚度上升2.5倍，在運用Nd:YAG (1064 μm)處理之雷射功率分別調整10、20、30 W，以平面矩形路徑進行不鏽鋼

(304)材料表面處理，其加工深度分別為2.2804mm、5.8911mm、7.2684mm，經變異數分析後整體平均異變數分別是0.364903、1.895357、1.268914，從由實驗結果得知，對於雷射加工處理後材料表面會形成很高的深寬比值(large height-to-width aspect ratio)，導致雷射反射率下降，會讓雷射光子產生折射及反射現象增加了光停留時間，造成加工元件材料表面粗糙度提高，也會產生不規則湯口，因此本研究發現雷射強度、雷射速度、雷射加工遍數，會對不同加工材料造成非常大的影響。本研究實驗結果經ANOVA分析高精度不鏽鋼材料加工雷射加工參數設定在功率30W

及速度75mm/s為最佳的；除上述特定參數外，對於加工材料特性、加工元件表面粗糙度及元件拋光製程的改善因素，需要一併考量。經實驗結果發現適當的加工參數組合，可對加工元件產生較高的寬深比，應用在加工元件表面粗糙度也能夠輕易調整，本研究所使用之方法雖然簡易，但對於精密加工元件成型精度非常高，後續對雷射產業技術的提昇及金屬材料的研究有非常大的助益。