金属模具作为现代工业的基石，其精度、耐用性和表面特性直接决定了最终产品的质量与性能。传统加工方式面对微纳尺度特征和“零缺陷”表面要求时，挑战重重。飞秒激光如何解决模具加工难题呢？

模具刻蚀：飞秒激光 vs. 传统加工  

优势在哪？

热损伤与表面缺陷： 传统热加工（如EDM）常在金属表面留下热影响区（HAZ）和重铸层，这不仅损害模具寿命，还导致表面质量差，需要大量耗时的后续抛光。飞秒激光其独特的“冷加工”特性从根本上避免热损伤，直接获得无缺陷、高光洁度的表面，大幅简化甚至取消了抛光工序。

高硬材料与刀具磨损： 面对普遍的钢、硬质合金等高硬度材料，传统CNC铣削会遭遇严重的刀具磨损、崩刃问题，成本高且效率低。飞秒激光作为非接触式加工，它能高效地处理任何硬度的金属，且完全没有刀具或电极损耗。

突破精度与几何限制： 传统工具（刀具、电极）的物理尺寸限制了最小加工特征（如微孔、细槽）和内角半径，难以实现真正复杂的三维精细结构，且常产生毛刺需要额外处理。飞秒激光优势凭借极小的聚焦光斑和精确控制，能够实现亚微米级的超高精度，制造锐利边缘、复杂几何，且加工过程几乎无毛刺。

单色科技六边形蜂巢结构刻蚀：

无热损伤、高精度、一次成型

 为何一定要采用飞秒激光？ 

◢ “雕刻”你想象的任何复杂结构

飞秒激光在金属模具表面制造纳米级功能纹理方面独具优势，能精确“雕刻”出你想象的任何复杂形貌，如凸点凸台、凹槽凹坑、六边形蜂窝等：

◢ 高精度3D微结构加工

飞秒激光的高精度和灵活性，能在模具钢、硬质合金等高硬材料上实现微米甚至亚微米级的精细型腔、微孔阵列、尖锐棱角和复杂三维形貌，满足精密冲压、注塑、压铸等模具需求。单色科技依托自研飞秒激光设备，能实现这些复杂结构在金属模具表面的大面积、高效率加工，满足工业化生产需求。

单色科技凸点凸台微结构刻蚀：

精度±3μm，粗糙度ra≤0.4μm

◢ 高洁净度、可实现超疏水功能

不同于易磨损、可能污染产品的外部涂层，飞秒激光属于超短脉冲。如此短暂的作用时间，能量在金属材料内部热量传导前即完成作用，几乎不产生热影响区（HAZ）、熔融重铸层或微裂纹。不锈钢、钛(Ti)、铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)等多种金属，飞秒激光可以直接在金属表面诱导生成自组织的微纳米粗糙结构。避免了化学添加或涂层可能带来的污染、脱落或耐久性问题，特别适用于医疗对纯净度要求极高的模具。

飞秒激光技术通过在模具上构建微纳级复合的分级结构，能够调控最终产品的表面润湿性。经飞秒激光处理的金属表面可以从初始的亲水转变为稳定的超疏水状态。这意味着可以直接在模具上形成具有优异脱模性、自清洁、抗粘附、防水甚至金属防腐的功能表面。特别适合医疗设备领域（如需要精确流体控制、防止生物附着的器械），以及金属表面防腐、半导体表面防润湿、聚合物表面增强润湿等特定工业场景。

沉积在未处理表面（中间）上的液滴与沉积在具有不同制造分级结构的两种处理表面上的液滴的比较 （Femtosecond laser manufacturing of highly hydrophobic hierarchical structures fabricated by combining surface microstructures and LIPSS，Lasers in Manufacturing Conference 2015）

转自：单色科技

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