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紫外激光打孔工艺
发布时间:2021-01-08 09:59

激光打孔是通过高功率密度、短时间停留(低于激光切割)的脉冲热源进行打孔的激光加工技术。孔径的形成可以通过单脉冲或多脉冲实现。

 

在打孔过程中,首先使用打孔模式制备足够尺度的小孔,从而使后续的切割过程从此处开始作业。钻孔或穿透过程需要具有高峰值功率的可重复脉冲激光束,同时配合较高的气压来实现,工件穿透之后,激光束通过峰值功率降低甚至转变为无脉冲模式实现切割。

 

固体激光器波长较短,能够实现高强度的脉冲输出,因此更适用于激光打孔,比如Nd:YAG激光器、Nd:glass激光器和Nd:ruby激光器

 

CO2激光器常用来进行非金属材料的开孔,如陶瓷、复合材料、塑料或者橡胶。金属材料的激光钻孔需要脉冲激光,光束聚焦功率密度要在10^5 W/mm^2 (6.5 W/in.^2 × 10^7 W/in.^2)以上。

 

激光束的聚焦

 

在激光打孔模式下,需要使用短焦距透镜将脉冲激光的高峰值功率光束聚焦到直径为0.6毫米数量级的光斑上以达到钻孔所需要的功率密度水平。

 

通过特定的激光谐振器可以实现激光束的低发散度。通过改变聚焦装置的光圈可以实现光束直径的控制。因此光圈可以用来提高聚焦光束的能量密度,提高光束的强度分布。

 

激光打孔技术的优势

 

激光钻孔具有激光切割的大部分优点。它仅需要使光束与材料表面形成一定的角度就可实现激光束的摄入打孔,有效避免了机械加工时因结构干涉带来的撞击破碎事件的发生。

 

其他激光打孔的优势

 

1.开孔时间短

 

2.自动化适应性强

 

3.可用于难于开孔材料的穿透加工

 

4.与机械开孔相比,开孔过程中与工件之间不存在任何形式的机械磨损

 

激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的重要应用领域之一。激光打孔主要用于金属材料钢、铂、钼、钽、镁、锗、硅,轻金属材料铜、锌、铝、不锈钢、耐热合金、镍基质合金、钛金、白金,普通硬质合金磁性材料以及非金属材料中的陶瓷基片、人工宝石、金刚石膜、陶瓷、橡胶、塑料、玻璃等。

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