水导激光切割 精密代加工 钻石 金属 陶瓷 超硬材料 半导体材料 复合材料

水导激光加工技术(WJGL)是一种混合加工方法，它将激光与“细如发丝”的水射流相结合，以类似于传统光纤的方式通过全内反射引导激光束，水射流可以持续冷却切割区域并有效地清除碎屑。作为一种“清洁、受控的冷激光技术”，WJGL技术解决了干式激光加工技术存在的重大问题，如热损伤、污染、变形、碎屑沉积、氧化、微裂纹、锥度和精度低。

技术指标

激光器：

（1）脉冲持续时间在us或ns范围内的二极管泵浦固态脉冲Nd:YAG激光器，工作波长为1064、532或355nm。

（2）平均激光功率范围为20-400W。

超纯水：

（1）系统含自带水处理系统、纯净的去离子过滤水。

（2）水射流"细如发丝"，耗水量低：在50-800 bar 压力下约10L/h;对工件施加的作用力可以忽略不计(<0.1N)。

喷嘴：

（1）喷嘴由蓝宝石或金刚石制成，可以在很长一段时间内产生长而稳定的水射流，而且无需更换。

（2）直径范围：25-100 um。切割切口宽度范围为27-100um，具体取决于喷嘴尺寸。激光能量总是被引导到切口的底部。

技术比较

水导激光加工技术采用在空气-水界面完全反射的激光束。光束可以被引导超过 100 mm 的距离，从而实现平行的高纵横比切口。无需对焦或距离控制。

加热、消融和冷却在每个激光脉冲中重复。在下一个激光脉冲发射前，激光烧蚀位置已被冷却至正常水温。该过程实现了约1%时间的激光加工和快速冷却。

技术优势

（1）超细水束流，无需对焦的高精密加工

（2）大能量的纳秒激光，可实现高效加工

（3）水束流冷却作用，避免热损伤

（4）水束流冲刷作用，提高加工表面质

加工材料

钻石：原石和合成钻石(CVD、HPHT)

金属：不锈钢、铝、铍铜、铜、黄铜、金、形状记忆合金(镍钛诺)、钛、镍、高温合金

超硬材料：多晶立方氮化硼(PCBK量和低晶金刚石(PCD)、单晶金刚石(SCD)

陶瓷：氧化锆(ZRO2)、氮化铝 (ALN)、氧化铝 (AL203)、氮化硅 (SIN)

半导体：硅(SI)、砷化镓(GAAS)、碳化硅 (SIC)

复合材料：陶瓷基复合材料(CMC)、金刚石复合材料、碳纤维增强复合材料