激光打孔的低成本加工与经济效益趋势明显

文章出处: 文章类型:原创人气：发表时间：2018-08-28 14:28:00

激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的主要应用领域之一随着近代工业和科学技术的迅速发展,使用硬度大,熔点高的材料越来越多,而传统的加工方法已不能满足某些工艺要求例如,在高熔点金属铝板上加工微米量级孔径;在硬质碳化钨上加工几十微米的小孔;在红、,蓝宝石上加工几百微米的深孔以及金刚石拉丝模具,化学纤维的鸣丝头等。

皮革激光打孔激光打透气孔图片

这一类的加工任务用常规机械加工方法很困难,有时甚至是不可能的,而用激光打孔则不难实现。激光束在空间和时间上高度集中,利用透镜聚焦,可以将光班直径缩小到微米级从而获得103~10W/cm的激光功率密度。如此高的功率密度几乎可对任何材料实行激光打孔,而且与其他方法如机械钻孔、电火花加工等常规打孔手段相比,具有以下显著的优点(1)激光打孔速度快,效率高,经济效益好,由于激光打孔是利用功率密度为10-10°W/cm:的高能激光束对材料进行瞬时作用,作用时间只有10-1-102’因此激光打孔速度非常快。将高效能激光器与高精度的机床及控制系统配合,通过微处理机进行程序控制,可以实现高效率打孔。

在不同的工件上激光打孔与电火花打孔及机械钻孔相比,效率提高10-1000倍

例1:用机械方法在金刚石拉丝模上打一个孔(深1.25mm)需24h,用红宝石激光打孔只需6~9min,面用YAG激光打孔只需2s

例2:用机械方法在钟表宝石轴承上打孔(孔径为0,3mm),每秒钟只能打0.2个孔;用红宝石激光打孔:每秒钟可以打出10~14个孔。

例3:化纤喷丝头用难熔硬质合金制成,在直径10cm的喷丝头上需打出一万多个直径为几十微米的小孔。用机械钻孔需要四、五个熟练工人加工一星期;改用激光打孔只需一人操作,两小时即可完成

例4:用钕玻璃激光打孔机加工柴油机喷油嘴,与电火花相比,工效提高14倍。

例5:在钻基超硬合金制的燃烧室衬套上每件需打360个直径为0.9mm的孔,用激光打孔比电火花打孔工作效率提高18倍。

松于激光打孔速度快、效率高、易于实现计算机程序控制,因此大大降低了打孔加工工时,另外,激孔过程与工件不接触,省去了一般机械加工方法所造成的钻头断裂、磨损、更换等工序。工件的装夹固定也很简单,进而使得打孔的加工成本也大大降低,经济效益显著提高,例如,柴油机喷嘴由原来的电火花加工改为激光加工,人员减少一半,单件加工成本降低40%。

1) 使用激光打孔加工发动机燃烧室及涡轮叶片等零件上的密集小孔,费用可降低70%-80%,工具成本可省50%。
2) 激光打孔可获得大的深径比,在小孔加工中,深径比是衡量小孔加工难度的一个重要指标。对于用激光束打孔来说,激光束参数较其他打孔方法更便于优化,所以可获得比电火花打孔及机械钻孔大得多的深径比，一般情况下,机械钻孔和电火花打孔L所获得的深径比值不超过使用增设腔内光栏、增加Q开关或调整导光系统参数的方法,来改变打孔光束质量时,很容易获得质量,大深径比的小孔。

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