双束联合激光器的高效合成微型水流,用于深度处理

科学领域:

• 激光技术 激光技术 激光技术
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 精密工程 精密工程是指精密的工程.

背景情况:

• 传统的激光加工对于厚厚的材料而言,在功率和能量方面存在局限性.
• 水喷射导向激光器为增强材料相互作用和精度提供了潜力.
• 提高激光材料相互作用的效率和能力对于先进制造至关重要.

研究的目的:

• 引入和评估一种新的双束水喷射引导激光 (DWJL) 技术.
• 为了提高水喷射导向激光器的功率和能量传递.
• 为了展示DWJL的加工能力,用于精密切割和深微孔钻.

主要方法:

• 通过空间极化和时间调制,将两个激光束合成一个100微米的水流.
• 在1到20kHz的频率上运行DWJL系统.
• 加工7075合金和加工深微孔以评估性能.

主要成果:

• 实现了100kW的最大输出峰值功率和4.63mJ的脉冲能量,并具有90.4%的合效率.
• 在7075合金中,经证明的切削深度为10.61mm,深度宽度比>90:1和最小的收缩率 (0.23°).
• 经过加工的深度微孔,半径至少为248.54微米,深度对直径比为21:1,没有受热影响的剥离区域.

结论:

• DWJL技术显著提高了用于精密加工厚材料的激光功率和能量.
• 该技术可实现高比例切割和深微孔钻,精度极高,热损伤最小.
• 对于航空航天,汽车和高端设备制造领域的应用,DWJL显示出前景.