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成果原理
该装置通过多个水路和气路同轴的掠入射喷射口,将少量水高速喷射到待加工材料表面。通过调节气压和水流量、增加喷射口数量或使喷射口左右摆动,在材料表面形成大面积的薄层水膜。激光经场镜聚焦在水膜覆盖的材料表面,通过振镜高速扫描进行烧蚀加工。该方法能够有效消除或抑制激光烧蚀中热效应产生的不利影响,减少碎屑堆积,提高激光烧蚀加工的质量和效率。
成果价值
提高加工质量:通过水气辅助,有效减少热效应和碎屑堆积,提升加工表面质量和精度。
增强加工效率:水气同轴喷射形成的水膜能够快速冷却加工区域,减少热影响区,提高加工速度。
适应复杂加工需求:适用于多种材料和复杂形状的加工,如曲面和微细结构。
降低能耗与成本:优化的加工过程减少了激光能量的浪费,降低了加工成本。
成果创新点
水气同轴喷射技术:通过水气同轴喷射口,精确控制水和气的流量和压力,形成稳定的水膜,显著减少加工过程中的热效应。
振镜高速扫描:结合振镜扫描技术,实现高精度、大面积的激光加工。
实时冷却与清洁:水膜不仅起到冷却作用,还能有效清除加工过程中产生的碎屑,保持加工区域清洁。
成果现状
目前,该水气同轴辅助振镜扫描的激光加工装置已进入实际应用阶段,并在多个领域表现出色。其创新的水气辅助技术显著提升了激光加工的质量和效率,受到工业界和科研机构的高度关注。未来,随着技术的进一步优化和推广,该装置有望在更多高端制造领域得到广泛应用。