群孔激光打标打孔应用是最能体现激光打孔特点和作用的应用项目,它集中地表现了激光打孔的高速度、高效率、非平面打孔、无接触、定位准确、易于实现自动化等优点,与机械钻孔和电火花打孔相比,激光加工群孔速度大大提髙,约高出两个数贵级。目前,利用激光进行群孔加工的主要行业有飞机制造、汽车制造、制药、化工、化纤、食品、医用高分子、卷烟业、制衣业等。国外发达同家激光打孔应用比较普遍。
Amchem公司用六轴CNC激光加工设备进行快速精密加工飞机发动机燃烧室溥壁的复杂孔,所使用的是400W的YAG激光器,可以加工任何形状与尺寸的气孔。其工作台面X、Y轴行程为600X900mm,第5、6轴用于切割角度和G动调焦。燃烧室的气孔90%以上直径在12.5mm以下。TKS公司用MS35LD激光系统加工小孔,该系统有一特殊的谐振腔可以降低激光器的发散角,而使平均功率较低的窄脉冲聚焦成高功率密度的激光束点,以使精确可控地加工小孔。主要加工飞机防冰板上的群孔,防冰板的材料为、英尺或8英寸,孔径为0.0025英寸,孔密度为800孔/英寸,每块板有35000个孔。
美国一家土要的发动机制造厂配备了20台CNC,5轴激光打孔设备,用来加工涡轮发动机上数万个冷却孔,孔径范围0.25?I.25mm,孔与工件表面成15°角。他们采用了与激光轴同轴气体喷嘴和移动透镜的方法使通孔如工质铍显着提高;把激光束焦集点放在孔内,提高了打孔深度;改苒激光器的输出参数(高平均功率、高单脉冲能费、高重笈频率、较小的光束发散角)来提高打孔质S。孔径在0.45?2.5mm范围时,可用圆周扫描法打孔,孔径大于2.5mm时可用轮廊切割法打孔。
透平压缩机燃烧室衬砌的冷却孔共有直径1.17?12.5mm的小孔9000多个,且大多数孔对工件表面成25。龟,采用激光打标打孔工艺、使用平均功率150W、峰值功率可达3.5kW的YAG激光器可获得良好的加工效果。经特殊的工艺处理.使孔的尺寸和形状得到控制,残留熔化层减薄,出、入口上的结渣得到消除。每孔加工时间为is.不同的孔径应选用不同的工艺参数和加工方法。采用透镜散焦的方法适合加工0.3?0.45mm的孔,而0.45?2.5mm的孔,.可用将透镜旋转,通过测微调节器使光束偏离轴心线一定距离,然后在工件上切出圆芯棒,使之自山落下,激光束返回中心线再熄灭的方法,其公差为0.03mm。对于直径大于2.5mm和非圆孔,可利用切割轮廓来完成。
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