加工原理

水导激光加工的基本原理是将大功率脉冲激光束耦合到水射流之中后作用于工件表面实现加工的过程。

其加工原理如上图所示。一般是大功率的激光器采用光纤耦合输出方式，通过透镜聚焦到置于扁形的水腔底座的喷嘴，从喷嘴喷射出的柱状水射流导向激光作用于加工件表面。

这种独特的激光与水射流耦合的加工方法会产生平行于切口断面的切缝，其不仅可以保证精密的加工精度，还可以确保加工区域保持冷却和干净。同时在加工过程中无需进行激光聚焦和距离控制。

加工优势

传统加工方式主要包括机械加工、热切割和传统激光切割等。这些加工方式或多或少的在精度、效率和对材料的影响方面存在一定的局限性。

水导激光加工作为一种新型加工方式有效结合了传统激光加工方式和水射流加工方式的优点。

在解决传统激光加工热问题基础上保证加工需求,具有热影响区小、热残余应力小、微裂纹少、加工精度高等优点,并在水射流的冲刷下有效减少熔融产物堆积形成的毛刺,降低了加工表面的表面粗糙度,拥有广泛的应用价值与发展前景。

应用领域

基于以上的优势，水导激光可应用于航空发动机气膜孔加工、复合材料微结构加工、半导体划片加工、医疗植入支架加工、宝石材料切割等领域。

航空航天

航空发动机气膜孔的制造对孔精度、出入口形貌、壁面粗糙度以及重铸层厚度有着非常严格的规范。常规的加工方式无法满足上述需求。

水导激光的加工方式不会产生热影响区和微裂纹等缺陷，确保气膜孔的加工精度和效率，推动了我国航空工业的发展。

钻石切割

水导激光切割钻石的加工过程中无热损耗，也无需调整激光焦点，操作方式便捷，能以最低的切割损耗完成超高成品率，切割出来的钻石拥有超高的精度和平整的切面。

碳纤维增强复合材料

碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer，CFRP）具有比强度高、比模量大、耐腐蚀性和抗疲劳性好等优点。

传统机械加工会产生分层、开裂等缺陷，连续激光和长脉冲激光加工容易形成较大的热影响区，超快激光又无法满足加工效率需求。

水导激光结合了常规激光加工与水射流加工的特点，在继承激光加工无刀具磨损、无机械压力与变形、切缝宽度小等优点的同时，通过微细水射流进行冲刷与散热，极大程度降低切割区域热效应，有效解决了传统加工方法的各种问题，在加工CFRP上展现出巨大的优势。

GP系列水导激光器

英谷激光的GP系列水导绿光激光器能量大，光束质量好，峰值功率高，在加工效果方面表现出色。相较于超快加工，水导激光加工有如下优势 ：

1.无损材料，被加工区域几乎无热影响区、无变形，无污染；

2.高切割速度，在保证加工质量的同时，可实现更快的加工速度；

3.独特的平行激光束，提高加工精度，切面无锥度，材料损耗小。

金刚石切割钻孔

文章来源：英谷激光

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