水導(dǎo)激光加工技術(shù)(WJGL)是一種混合加工方法，它將激光與“細(xì)如發(fā)絲”的水射流相結(jié)合，以類似于傳統(tǒng)光纖的方式通過全內(nèi)反射精確引導(dǎo)激光束，水射流可以持續(xù)冷卻切割區(qū)域并有效地清除碎屑。作為一種“清潔、受控的冷激光技術(shù)”，WJGL技術(shù)解決了干式激光加工技術(shù)存在的重大問題，如熱損傷、污染、變形、碎屑沉積、氧化、微裂紋、錐度和精度低。

 

技術(shù)指標(biāo)

激光器：

（1）脈沖持續(xù)時(shí)間在us或ns范圍內(nèi)的二極管泵浦固態(tài)脈沖Nd:YAG激光器，工作波長為1064、532或355nm。

（2）平均激光功率范圍為20-400W。

 

超純水：

（1）系統(tǒng)含自帶水處理系統(tǒng)、純凈的去離子過濾水。

（2）水射流"細(xì)如發(fā)絲"，耗水量低:在50-800 bar 壓力下約10L/h;對工件施加的作用力可以忽略不計(jì)(<0.1N)。

 

噴嘴：

（1）噴嘴由藍(lán)寶石或金剛石制成，可以在很長一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生長而穩(wěn)定的水射流，而且無需更換。

（2）直徑范圍:25-100 um。切割切口寬度范圍為27-100um，具體取決于噴嘴尺寸。激光能量總是被引導(dǎo)到切口的底部。

 

技術(shù)比較

 

水導(dǎo)激光加工技術(shù)采用在空氣-水界面完全反射的激光束。光束可以被引導(dǎo)超過 100 mm 的距離，從而實(shí)現(xiàn)平行的高縱橫比切口。無需對焦或距離控制。

加熱、消融和冷卻在每個(gè)激光脈沖中重復(fù)。在下一個(gè)激光脈沖發(fā)射前，激光燒蝕位置已被冷卻至正常水溫。該過程實(shí)現(xiàn)了約1%時(shí)間的激光加工和高達(dá)99%時(shí)間的冷卻。

 

技術(shù)優(yōu)勢

（1）超細(xì)水束流，無需對焦的高精密加工

（2）大能量的納秒激光，可實(shí)現(xiàn)高效加工

（3）水束流冷卻作用，避免熱損傷

（4）水束流沖刷作用，提高加工表面質(zhì)

 

加工材料

鉆石：原石和合成鉆石(CVD、HPHT)

金屬：不銹鋼、鋁、鈹銅、銅、黃銅、金、形狀記憶合金(鎳鈦諾)、鈦、鎳、高溫合金

超硬材料：多晶立方氮化硼(PCBK量和低晶金剛石(PCD)、單晶金剛石(SCD)

陶瓷：氧化鋯(ZRO2)、氮化鋁 (ALN)、氧化鋁 (AL203)、氮化硅 (SIN)

半導(dǎo)體：硅(SI)、砷化鎵(GAAS)、碳化硅 (SIC)

復(fù)合材料：陶瓷基復(fù)合材料(CMC)、金剛石復(fù)合材料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

 

應(yīng)用領(lǐng)域及行業(yè)應(yīng)用

一、航天航空

航空航天領(lǐng)域?qū)τ诹慵募庸べ|(zhì)量和加工精度有著嚴(yán)格的要求,其應(yīng)用的材料往往具有難加工的特性，對于傳統(tǒng)加工技術(shù)有著一定的考驗(yàn)。水導(dǎo)激光技術(shù)利用水射流傳導(dǎo)激光、具有熱影響區(qū)小、切割表面錐度小、加工精度高等特點(diǎn)，可以在一定程度上解決當(dāng)前航空航天領(lǐng)域的加工難題。

例如：航空發(fā)動機(jī)熱端部件加工、渦輪葉片氣膜冷卻孔加工、陶瓷基復(fù)合材料(CMC)葉片的加工、航空/航天 CFRP復(fù)材結(jié)構(gòu)件加工等。

 

二、電子信息

水導(dǎo)激光適用于SI、SIC等硬脆材料的加工，不僅可以避免機(jī)械加工造成的材料損傷，而且可以減少激光加工造成的熱影響和熔融殘?jiān)葐栴}，極其適用于電子信息領(lǐng)域材料的加工。

例如：微電子晶片劃片、晶圓切割、刻蝕機(jī)等離子限制環(huán)、等離子槽切割、人造金剛石切割、單晶鉆石切割打孔等。

 

三、珠寶行業(yè)

水導(dǎo)激光在切割過程中微水射流持續(xù)對切割區(qū)域進(jìn)行冷卻，可以顯著降低寶石切割損壞的風(fēng)險(xiǎn)，并且切割后表面基本沒有錐度，可以在程度上節(jié)約原材料，提高寶石的利用率。

例如：天然鉆石寶石的切割及其他加工。

 

 

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公司完成了水導(dǎo)激光加工技術(shù)和裝備的國產(chǎn)化，并在專業(yè)領(lǐng)域達(dá)到了國際水平，先后形成了10余項(xiàng)與水導(dǎo)激光”核心技術(shù)有關(guān)的自主知識產(chǎn)權(quán)專利，公司成立伊始，先后在“航空航天、反恐防爆 I裝備等”相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域，提供加工服務(wù)業(yè)務(wù)，并提供專項(xiàng)技術(shù)裝備。