激光打孔主要應(yīng)用在航空航天齐梆、汽車制造坝贿、電子儀表、化工等行業(yè)舷咆。激光打孔的迅速發(fā)展爬搓，主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w啰价。國內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機(jī)葉片聂映、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中起便。 　　

　　目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主窖维，也有一些準(zhǔn)分子激光器榆综、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。 　　

　　激光束打孔機(jī)一般由固體激光器铸史、電氣系統(tǒng)鼻疮、光學(xué)系統(tǒng)和三坐標(biāo)移動(dòng)工作臺等四大部分組成。 　　

　×战巍１）固體激光器工作原理 　　

　　當(dāng)激光工作物質(zhì)釔鋁石榴石受到光泵(激勵(lì)脈沖氙燈)的激發(fā)后判沟，吸收具有特定波長的光，在一定條件下可導(dǎo)致工作物質(zhì)中的亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)大于低能級粒子數(shù)崭篡，這種現(xiàn)象稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)挪哄。一旦有少量激發(fā)粒子產(chǎn)生受激輻射躍遷，就會(huì)造成光放大琉闪，再通過諧振腔內(nèi)的全反射鏡和部分反射鏡的反饋?zhàn)饔卯a(chǎn)生振蕩迹炼，最后由諧振腔的一端輸出激光。激光通過透鏡聚焦形成高能光束照射在工件表面上颠毙，即可進(jìn)行加工斯入。

　　２）電氣系統(tǒng)包括對激光器供給能量的電源和控制激光輸出方式(脈沖式或連續(xù)式等)的控制系統(tǒng)芳窟。在后者中有時(shí)還包括根據(jù)加工要求驅(qū)動(dòng)工作臺的自動(dòng)控制裝置万僚。 　　

　　３）光學(xué)系統(tǒng)的功能是將激光束精確地聚焦到工件的加工部位上抬爷。為此或祖，它至少含有激光聚焦裝置和觀察瞄準(zhǔn)裝置兩個(gè)部分。 　　

　〔〈选４）投影系統(tǒng)用來顯示工件背面情況贰漱，在比較完善的激光束打孔機(jī)中配備。 　　

　〖舔健５）工作臺由人工控制或采用數(shù)控裝置控制簸悟，在三坐標(biāo)方向移動(dòng)，方便又準(zhǔn)確地調(diào)整工件位置杨朴。工作臺上加工區(qū)的臺面用玻璃制成明青，因?yàn)椴煌腹獾慕饘倥_面會(huì)給檢測帶來不便，而且臺面會(huì)在工件被打穿后遭受破壞挑乓。工作臺上方的聚焦物鏡下設(shè)有吸女责、吹氣裝置漆枚，以保持工作表面和聚焦物鏡的清潔。

　　激光打微孔簡述

　　在元件上開個(gè)小孔是件很常見的事抵知。但是墙基，如果要求在堅(jiān)硬的材料上，比如在硬質(zhì)合金上打大量0.1毫米到幾微米直徑的小孔刷喜，用普通的機(jī)械加工工具怕是不容易辦到残制，即使能夠做，加工成本也會(huì)很高∫创現(xiàn)有的機(jī)械加工技術(shù)在材料上打微型小孔是采用每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)或者幾十萬轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)小鉆頭加工的初茶，用這個(gè)辦法一般也只能加工孔徑大于0.25毫米的小孔。在今天的工業(yè)生產(chǎn)中往往是要求加工直徑比這還小的孔浊闪。比如在電子工業(yè)生產(chǎn)中恼布，多層印刷電路板的生產(chǎn)，就要求在板上鉆成千上萬個(gè)直徑約為0.1～0.3毫米的小孔搁宾。顯然折汞，采用剛才說的鉆頭來加工，遇到的困難就比較大妥抬，加工質(zhì)量不容易保證蛆器，加工成本不低。早在本世紀(jì)60年代后蔓摇，科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室就用激光在鋼質(zhì)刀片上打出微小孔，經(jīng)過近30年的改進(jìn)和發(fā)展固鹏，如今用激光在材料上打微小直徑的小孔已無困難崩绑，而且加工質(zhì)量好。打出的小孔孔壁規(guī)整鹰个，沒有什么毛刺寂疏。打孔速度又很快，大約千分之一秒的時(shí)間就可以打出一個(gè)孔骏拱。 　　

　　激光在材料上鉆出小孔的道理很簡單（激光鉆孔）忱徙，做法也不復(fù)雜。激光有很好的相干性难圣，用光學(xué)系統(tǒng)可以把它聚焦成直徑很微小的光點(diǎn)（小于1微米）缭慈，這相當(dāng)于用來鉆孔的“微型鉆頭”。其次们豌，激光的亮度很高涯捻，在聚焦的焦點(diǎn)上的激光能量密度（平均每平方厘米面積上的能量）會(huì)很高，普通一臺激光器輸出的激光望迎，產(chǎn)生的能量就可以高達(dá)109焦耳／厘米2障癌，足可以讓材料發(fā)生熔化并汽化凌外，在材料上留下一個(gè)小孔，和用鉆頭鉆出來的一個(gè)樣涛浙。 　　

　　怎樣用好激光“鉆頭”康辑，激光科學(xué)工作者也做了許多研究工作。他們發(fā)現(xiàn)轿亮，用每秒發(fā)射許多個(gè)光脈沖（通常叫高重復(fù)率激光脈沖）做“鉆頭”晾捏，打出來的小孔質(zhì)量比用單個(gè)光脈沖，或每秒時(shí)間內(nèi)少數(shù)幾個(gè)光脈沖打出來的孔好哀托。道理大概是這樣：在用每秒一個(gè)光脈沖或少數(shù)幾個(gè)脈沖打孔時(shí)惦辛，對每個(gè)光脈沖的激光能量要求比較高，讓材料能被加熱至熔化才能打出孔仓手。但是胖齐，融熔了的材料沒有辦法充分汽化，卻把在它附近的材料加熱和使它們汽化董纺，結(jié)果茎冒，被打出來的小孔在形狀大小上就不那么規(guī)整。如果使用的是高重復(fù)率激光器輸出的光脈沖吆律，這時(shí)每個(gè)光脈沖平均的能量并不很高宠璧，但由于光脈沖的寬度窄，功率水平卻不低妈务。于是每個(gè)激光脈沖在材料上形成的融熔體不多姊黍，主要是發(fā)生汽化。由于使小孔附近的材料加熱時(shí)融熔體很少钓宗，因而也就不出現(xiàn)在用單脈沖打孔時(shí)出現(xiàn)的事沃铣。打出的小孔形狀和大小就規(guī)整得多了。 　　

　　要使打出的小孔質(zhì)量高构胰，還需要注意激光焦點(diǎn)位置的選擇暴彻。選擇焦點(diǎn)位置的原則大致是這樣：對于比較厚的材料，激光束焦點(diǎn)位置應(yīng)位于工件的內(nèi)部莱衍，如果材料比較薄冬魏，激光束焦點(diǎn)需放在工件表面的上方。這樣的安排會(huì)讓打出來的小孔上下大小基本上一致乍狐，不出現(xiàn)“桶狀”的小孔赠摇。 　　

　　用激光在材料上鉆孔，鉆出的小孔質(zhì)量不僅非常好澜躺，特別是在打大量同樣的小孔時(shí)蝉稳，還能保證多個(gè)小孔的尺寸形狀統(tǒng)一，而且鉆孔速度快掘鄙，生產(chǎn)效率高耘戚。所以嗡髓，除在電子工業(yè)生產(chǎn)中用激光打孔外，其他許多工業(yè)生產(chǎn)部門都在采用收津，比如普通香煙過濾嘴上的小孔饿这、噴霧器閥門上的小孔，也在采用激光加工撞秋。

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