超快激光精密打孔设备及其实现方法

激光打孔是激光在工业中最重要的应用,是目前加工小孔中不可缺少的一种激光加工方法。为了实现精密打孔,设计了五轴激光加工机床、外部光路系统、功率监测系统和CCD视觉系统,并深入研究了对激光打孔入口孔形和出口孔形、锥度、重熔层等有很大影响的激光偏振态及打孔方式,确定了利用径向波片进行偏振控制,旋转打孔作为打孔方式的光路系统。在系统中利用皮秒紫外激光实现了锥度可控、圆度高、侧壁光滑的精密打孔,并且通过工艺实验验证,证明了上述设计方法的优越性。

皮秒激光无锥度打孔的外光路设计

激光打孔是激光在工业中最重要的应用,是目前加工小孔中不可缺少的一种激光加工方法,特别是对一些脆性材料如陶瓷、玻璃、蓝宝石、高温合金等。为了提高孔的加工质量,设计了专用的光学系统进行旋转打孔,利用皮秒激光器在蓝宝石和镍基单晶材料(DD6)上实现了无锥度打孔,孔的圆度高>95%,孔壁粗糙度Ra<1.2μm,锥度<1°,无重熔层和微裂纹。