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激光打孔造型多样,在实际中的应用优势

激光打孔越来越被人们熟知,与线切割放电加工,化学蚀刻,机械加工/切割,电铸,以及其他加工技术相比,激光打孔设备的性能要好,这是因为激光加工是非接触式的,并且更灵活。

01应用范围

使用激光辐射来打孔已经在各种工业应用中已确立其地位。激光技术从手表工业首先开始其应用。当需要在节能条件下得到高深宽比的小孔时,比如在气体涡轮机制造中的冷却小孔,或者在燃料供给系统中的过滤器,都使用了激光,它已成为一个普遍的工具。此外,加工过程所受的限制更少,不需要进行昂贵的废弃物处理,工具的成本也更合理。与放电加工相比,激光打孔能够得到更高的长度直径比,此外,它能够对各种材料进行打孔,包括陶瓷,硅,钻石和聚合物。

激光打孔的优势

在这些应用中,应用脉宽为几个微妙的单脉冲进行激光钻孔或者冲击钻孔能够得到的钻孔速度较高。但是因为激光加工主要是个加热过程,激光钻孔导致孔内残留有熔化层。由高强度的激光脉冲熔化或者气化的材料在被自己的蒸汽传送出去以前,会在孔壁上凝结或者重铸。在冲击钻孔中更是如此,这里激光束没有移动,总是打在同一个地方,这导致所产生的熔化体积很大。更短的脉冲(在飞秒和皮秒量级)所产生的热渗透深度更浅,然而仍然会残留熔化层。但是,使用这类激光器时,生产率很低,这是因为在脉冲能量高的情况下,激光功率不够。

电子元件、医疗设备、传感器、计算机、航空电子等设备的制造商需要一些零件,它们具有微型尺寸,复杂的外形和小孔形状。纺织工业使用的喷丝头和火车柴油机的喷油嘴就是这样的例子,这两个实例都是金属零件,在上面钻了精细的小孔。这些典型的小孔尺寸为50-100μm,小孔深度达2mm。

由于使用了灵活的激光光束来扫描,甚至非圆形且具有复杂外形的小孔都可以得到。在制造尺寸很小的孔的方面,已经有一系列非接触、无摩擦的技术,它们使用了紧密聚焦的光束,这些技术已经在微电子制造工艺和发动机零件的制造中建立了一定地位。如果小孔必须是圆锥形,将遇到特别的困难,因为在打孔方向上直径不断在增加。

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