激光打孔機工作原理

牧睿機械

　　激光打孔機的工作原理基于激光與被加工材料相互作用引起的物態變化形成的熱物理效應，以及各種能量變化產生的綜合結果。以下是其工作原理的詳細分析：

　　激光打孔機通過將高能量密度的激光束聚焦在材料表面，使材料迅速熔化和氣化，從而形成孔洞。激光束在空間和時間上高度集中，利用透鏡聚焦，可以將光斑直徑縮小到10的5次方~10的15次方W/cm2的激光功率密度，這種高功率密度幾乎可以對任何材料進行激光打孔。

　　打孔過程中的物理變化：

　　1、熔化和蒸發：在激光打孔時，功率密度很高的短脈沖激光在很短時間內向工件傳導了巨大能量，使工件材料被熔化和蒸發。脈沖能量越高，被熔化和蒸發的材料就越多。

　　2、蒸汽壓力：在蒸發過程中，孔眼中的材料體積急劇膨脹，產生了很大的壓力，這個蒸汽壓力將熔化的工件材料從孔眼中推出。

　　3、升華現象(皮秒激光器)：用皮秒激光器的超短脈沖激光進行加工時，工件材料未經熔化就直接從固態變為氣態，即發生了升華現象，工件不會被加熱。

　　不同的激光打孔工藝：

　　1、旋切鉆孔：利用沖擊打孔工藝打出一個初始孔，然后激光器在工件上方幾個越來越大的環形軌道中移動，將初始孔擴大。在這個過程中，絕大部分的工件材料熔體被向下從孔眼中推出。

　　2、螺旋打孔：不生成起始孔，在開始發射激光脈沖時，激光器在工件上方的一個環形軌道中移動，使很多材料向上溢出。激光器的運動軌跡如同一個螺旋樓梯，逐漸向下伸。如果激光已經穿透了工件材料，則激光器還要再轉幾圈，目的是將孔眼的底側擴大，使邊緣更加平滑。

　　3、單脈沖打孔和沖擊打孔：在最簡單的情況下，脈沖能量相對比較高的單脈沖激光束生成孔眼。通過這種方式，可以非常快地生成很多孔眼。在沖擊打孔時，由脈沖能量和脈沖周期很小的多脈沖激光束生成孔眼。這個打孔工藝所產生的孔眼比單脈沖打孔深度更大、加工更精確，并且可以使孔眼直徑比較小。

　　激光打孔的特點：

　　1、精度高：激光打孔能夠實現微米級別的孔徑控制，確保每一個孔的尺寸均勻一致。

　　2、效率高：激光打孔的加工速度非常快，能夠在極短的時間內完成大量微孔的加工。

　　3、非接觸式加工：激光打孔是非接觸式的，不會對材料施加機械應力，避免了材料的變形和損傷。

　　4、無毛刺和高光潔度：激光打孔后的孔洞邊緣光滑，無需進行二次加工處理，直接滿足高光潔度要求。

　　5、小熱影響區：激光打孔的能量集中在小區域，加工時的熱影響區極小，避免了材料的熱變形。

wenzi911

我對此也有一些看法，想和大家討論一下。

勞資蜀道山

這個信息對我來說很有用，謝謝你的分享。