SoundMat (10) 传感器制造
在 SoundMat (5) 传感器原理及设计 里,我们已经详细讨论了传感器的原理和设计。本文讲述我们的制造过程。
传感器从下到上是这样的层叠结构:
- 木板
- 同心圆电极 Rings
- Velostat (压敏电阻材料)
- 扇形电极 Slices
这也是我们的制造顺序。
1 激光切割(Laser Cutting)介绍#
激光切割是用高能量密度的激光束聚焦到材料表面,使材料在极短时间内被熔化、汽化或烧蚀掉。主要实现两种功能:切割,也就是切断材料;刻蚀,也就是在材料表面刻上图案。
激光雕刻机的输入即为一个矢量图形文件(svg, pdf 等),文件里用不同的线条颜色或图层标记哪些是切割、哪些是刻蚀。同时需要对不同的材质设定不同的激光功率、速度等参数。
不同材料对不同波长的激光吸收率不同,所以需要根据材料选择对应类型的激光切机。在本项目中,我们使用了两种激光切机:CO2 激光切机和光纤激光切机(Fiber Laser)。两者的对比如下:
| 对比维度 | CO2 激光切机 | 光纤激光切机 (Fiber Laser) |
|---|---|---|
| 波长 | ~10.6 μm(远红外) | ~1.06 μm(近红外) |
| 激光源 | CO2 气体放电管 | 掺稀土元素的光纤 |
| 适合材料 | 非金属:木材、亚克力、纸张、布料、皮革 | 金属、含金属镀层的材料 |
| 不适合材料 | 金属(吸收率极低,切不动) | 透明非金属(吸收率低) |
| 切割精度 | 中(光斑较大) | 高(光斑更小) |