水導激光加工技術(WJGL)是一種混合加工方法,它將激光與“細如發絲”的水射流相結合,以類似于傳統光纖的方式通過全內反射引導激光束,水射流可以持續冷卻切割區域并有效地清除碎屑。作為一種“清潔、受控的冷激光技術”,WJGL技術解決了干式激光加工技術存在的重大問題,如熱損傷、污染、變形、碎屑沉積、氧化、微裂紋、錐度和精度低。
技術指標
激光器:
(1)脈沖持續時間在us或ns范圍內的二極管泵浦固態脈沖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)系統含自帶水處理系統、純凈的去離子過濾水。
(2)水射流"細如發絲",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(<0.1N)。
噴嘴:
(1)噴嘴由藍寶石或金剛石制成,可以在很長一段時間內產生長而穩定的水射流,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到切口的底部。
技術比較

水導激光加工技術采用在空氣-水界面完全反射的激光束。光束可以被引導超過 100 mm 的距離,從而實現平行的高縱橫比切口。無需對焦或距離控制。
加熱、消融和冷卻在每個激光脈沖中重復。在下一個激光脈沖發射前,激光燒蝕位置已被冷卻至正常水溫。該過程實現了約1%時間的激光加工和快速冷卻。
技術優勢

(1)超細水束流,無需對焦的高精密加工
(2)大能量的納秒激光,可實現高效加工
(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
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)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)
半導體:硅(SI)、砷化鎵(GAAS)、碳化硅 (SIC)
復合材料:陶瓷基復合材料(CMC)、金剛石復合材料、碳纖維增強復合材料



