水导激光:技术难点:
1.激光在水束衰减问题:大功率密度激光在水束中能量衰减幅度较大,限制了水导激光技术的加工效率和应用范围,导致目前使用该技术切割难加工材料速度较慢,如切割 18 mm 厚碳纤维复合材料速度仅为 5mm/min。激光在水中的衰减问题没有很好地解决,未来或选用导光效果更好的介质引导激光。
2.水射流微细化:水导激光的水射流的直径影响切割宽度,从而影响切割精度,目前工艺可以使喷嘴直径达到 30μm。喷嘴直径越小,水射流直径越小,切割精度越高。但缩小喷嘴直径会影响水束稳定性、水束长度、光斑直径等一系列问题,在此方面有很大的研究潜力,从而提高水导激光加工精度。
3.喷嘴孔加工:为了保证高品质的水束,要求喷嘴孔的厚度很薄,圆柱形喷嘴孔无锥度、圆度好、具有一定的刚度抵御水流冲击,喷嘴孔的圆柱表面粗糙度很小,具有较高的制造精度和安装精度。以上高精度高质量要求增加了喷嘴孔制造的难度。
4.耦合对准控制系统:激光束与水束快速精确耦合对准问题到现在为止还没有彻底解决,设计装备时需要选用高精度的伺服驱动控制机构,配合十分精确、可靠的水束光纤与聚焦激光耦合对准检测系统、工件定位检测系统,从而保证光液耦合的准确
性。
5.工艺研究:水导激光加工过程工艺控制方面存在很多问题,缺乏完整的加工工艺与评价体系,加工效率、加工精度、材料表面完整性等指标很难保证,需要进行系统的研究和总结。
技术参数:
激光:1064 nm.,532 nm,,355 nm,平均功率 10W-300W
水:去离子、去瓦斯过滤水
喷嘴直径:20-150 微米
技术应用领域:
适用于难加工材料。目前,在航空发动机气膜孔加工、航空复合材料微结构加工、半导体划片加工、医疗植入支架加工、宝石材料切割等方向有广阔的应用潜力。