激光打孔的工作原理：激光將工件材料熔化和蒸發(fā)。蒸汽壓力將熔體從孔眼中排出。
【旋切鉆孔】
在旋切鉆孔時(shí)，同樣由多脈沖激光束生成孔眼。首先，激光器利用沖擊打孔工藝打出一個(gè)初始孔。然后激光器在工件上方幾個(gè)越來越大的環(huán)形軌道中移動(dòng)，將初始孔擴(kuò)大。在這個(gè)過程中，絕大部分的工件材料熔體被向下從孔眼中推出。
【螺旋打孔】
與鉆孔工藝不同，螺旋打孔時(shí)不生成起始孔。在開始發(fā)射激光脈沖時(shí)，激光器在工件上方的一個(gè)環(huán)形軌道中移動(dòng)。使很多材料向上溢出。激光器的運(yùn)動(dòng)軌跡就如同一個(gè)螺旋樓梯，逐漸向下伸。在這個(gè)過程中可以一直引導(dǎo)焦點(diǎn)的位置，使其始終位于孔眼的底部。如果激光已經(jīng)穿透了工件材料，則激光器還要再轉(zhuǎn)幾圈。目的是將孔眼的底側(cè)擴(kuò)大，使邊緣更加平滑。利用螺旋打孔，可以生成尺寸和深度大、加工質(zhì)量高的孔眼。
激光鉆孔案例
在激光打孔時(shí)，激光束在不同材料中無接觸地產(chǎn)生尺寸很小或者較大的孔眼。
在激光打孔時(shí)，功率密度很高的短脈沖激光在很短時(shí)間內(nèi)向工件傳導(dǎo)了巨大能量。這樣就使工件材料被熔化和蒸發(fā)。脈沖能量越高，被熔化和蒸發(fā)的材料就越多。在蒸發(fā)過程中，孔眼中的材料體積急劇膨脹，產(chǎn)生了很大的壓力。這個(gè)蒸汽壓力將熔化的工件材料從孔眼中推出。用皮秒激光器的超短脈沖激光進(jìn)行加工尤其特殊。在這個(gè)過程中，工件材料未經(jīng)熔化就直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，即發(fā)生了升華現(xiàn)象，工件不會(huì)被加熱。
隨著時(shí)間的推移，人們根據(jù)這個(gè)基本原理研制出了幾種不同的激光打孔工藝：
在最簡單的情況下，脈沖能量相對(duì)比較高的單脈沖激光束生成孔眼。通過這種方式，可以非?？斓厣珊芏嗫籽邸Ｔ跊_擊打孔時(shí)，由脈沖能量和脈沖周期很小的多脈沖激光束生成孔眼。這個(gè)打孔工藝所產(chǎn)生的孔眼比單脈沖打孔深度更大、加工更精確。此外，沖擊打孔工藝可以使孔眼直徑比較小。
【旋切鉆孔】
在旋切鉆孔時(shí)，同樣由多脈沖激光束生成孔眼。首先，激光器利用沖擊打孔工藝打出一個(gè)初始孔。然后激光器在工件上方幾個(gè)越來越大的環(huán)形軌道中移動(dòng)，將初始孔擴(kuò)大。在這個(gè)過程中，絕大部分的工件材料熔體被向下從孔眼中推出。
【螺旋打孔】
與鉆孔工藝不同，螺旋打孔時(shí)不生成起始孔。在開始發(fā)射激光脈沖時(shí)，激光器在工件上方的一個(gè)環(huán)形軌道中移動(dòng)。使很多材料向上溢出。激光器的運(yùn)動(dòng)軌跡就如同一個(gè)螺旋樓梯，逐漸向下伸。在這個(gè)過程中可以一直引導(dǎo)焦點(diǎn)的位置，使其始終位于孔眼的底部。如果激光已經(jīng)穿透了工件材料，則激光器還要再轉(zhuǎn)幾圈。目的是將孔眼的底側(cè)擴(kuò)大，使邊緣更加平滑。利用螺旋打孔，可以生成尺寸和深度大、加工質(zhì)量高的孔眼。
激光鉆孔案例
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