微细群孔电解加工试验研究

基于微细电解加工理论,采用微细圆柱群电极进行了微细群孔电解加工工艺试验,研究了加工电压、脉冲宽度、电解液浓度、成分等因素对群孔加工精度的影响。结果表明,减小加工电压和脉冲宽度,采用低浓度钝化性电解液可以显著提高群孔电解加工精度。研究结果对实现微细群孔结构高精度和高效率加工具有指导意义。     

高峰值功率自准直脉冲Nd:YAG激光加工无锥度直孔研究

利用改进的脉冲Nd:YAG激光器,对激光冲击打孔加工无锥度直孔进行了实验研究。在优化激光脉冲峰值功率和脉冲能量、辅助气压参数的基础上,通过比较实验证明,能量递增组合脉冲是实现无锥度直孔加工的有效方式,增加脉冲组合中脉冲的个数可加工出负锥度的孔;激光焦点位置是影响孔锥度的重要因素,焦点位于材料表面上方1.1~1.7 mm有利于减小锥度。在厚度为1.5,3.0 mm的镍基高温合金材料上,获得孔径分别为480,510μm的直孔,重复打孔孔径误差约30μm,孔锥度<1%。给出了可实用于激光冲击打孔的直孔加工方法和脉冲激光器,并可用于其他材料的加工。     

单晶硅的激光铣削试验研究

采用Nd:YAG脉冲激光器对单晶硅片进行铣削加工试验。系统研究了工艺参数对铣削量和铣削面质量的影响规律,并利用优化的铣削工艺对单晶硅进行了多种形状铣削加工。     

大理石的激光铣削加工试验研究

采用Nd∶YAG脉冲激光器对大理石进行铣削加工试验。系统研究了工艺参数对铣削量和铣削面质量的影响规律 ,并探讨了不同石材类别对激光铣削面质量的影响。利用优化了的铣削工艺对大理石进行多种形状铣削加工     

Al2O3陶瓷激光铣削试验研究

采用Nd∶YAG脉冲激光器对Al2 O3陶瓷进行铣削加工试验。系统研究了工艺参数对铣削量和铣削面质量的影响规律 ,并利用优化的铣削工艺对Al2 O3陶瓷进行多种形状的铣削加工。     

脉冲电镀药水炭处理研究

本论文对印制电路板制程中脉冲电镀药水的炭处理工艺进行研究,对影响炭处理效果的相关因素进行了分析和试验,结合实际的生产加工要求给出优化炭处理流程和相关因素参数的建议.     

摩擦副表面激光微造型工艺试验研究

采用半导体泵浦YAG可倍频激光器,在灰铸铁摩擦副表面进行微观几何形貌的加工试验研究。本文分析了脉冲激光与金属材料相互作用的机理,系统研究了激光束功率密度、重复频率、扫描速度、脉冲宽度、辅助气体和表面涂层等因素对金属表面微加工质量影响,得到了优化的激光工艺参数组合,获取了较好的表面微造型加工质量。     

皮秒激光旋切加工微孔试验研究

为了解决毫/纳秒激光加工微孔质量低的问题,利用脉冲宽度为200ps的脉冲激光,采用高速旋切法对厚度为0.2mm的SUS 304不锈钢薄板进行直径为200μm的微孔加工试验,用激光共聚焦显微镜观察孔的外观形貌,研究旋切速率、激光功率和离焦量等因素对孔径、锥度和热影响区等加工质量的影响。结果表明,旋切速率对微孔内壁质量有直接的影响;通过提高转速来降低激光脉冲重叠率可以减小微孔内壁的热影响区;适当增加激光功率,能够改善旋切加工微孔切口处的加工质量;采用正离焦加工能够一定程度减小孔的锥度。优化工艺参量能够加工出热影响区小、边缘质量好的小锥度微孔。     

封装基板CO2激光直接钻通孔工艺研究

文章就应用于封装基板的CO2激光直接钻通孔工艺进行了深入的探讨,对制作开口孔径为70 mm的通孔进行流程和参数优化。通过JMP软件设计优化试验,分析了各加工参数(脉宽、能量、枪数、光罩等)对开口孔径和孔真圆度的影响,并得出了最佳加工参数。最佳工艺参数为:脉宽7.1 ms,能量6.9 mj,光罩1.9 mm,枪数2shot,同时微蚀量控制在(0.6~0.8)mm,以此加工所得开口孔径为70.96 mm,真圆度为97.26%。在此基础上,对孔的可靠性能进行验证,验证结果证实了孔的可靠性能良好。     

纳秒激光电化学复合掩模的微细加工

在激光传输光路中加入掩模对激光束进行空间调制,采用纳秒脉冲激光器、纳秒脉冲电源和1 mol/L的NaNO3电解液对304不锈钢进行掩模微刻蚀加工试验研究。利用伏安法测定304不锈钢阳极电流随平均电压的变化规律;选用平均电压1.5 V、脉冲频率2.0 MHz、脉冲宽度60 ns、激光能量160 mJ的工艺参数,在所构建的试验系统中,分别进行了激光电化学复合掩模和盐溶液中的激光掩模加工试验。结果表明:在阳极钝化区内,纳秒脉冲激光电化学复合加工能够显著提高加工速率和加工表面质量,实现了线宽约为130μm、热影响区小的微细刻蚀加工,证实了纳秒脉冲激光电化学掩模加工在微细加工中具有很大潜力。     

供油孔流量数值模拟及其飞秒激光加工工艺优化

航天发动机供油装置的喷油流量均匀性是决定其性能质量的关键技术指标,其中供油孔的形状尺寸、内表面状态是喷油流量的重要影响因素。传统的供油孔加工方法以电火花加工为主,存在较厚的重铸层,且加工效率低。而激光制孔为典型的非接触式制孔方法,具有加工效率高、质量好,重铸层少的显著优势。为满足某型号航天发动机供油装置的高效高质量制造要求,采用脉宽为200 fs的超短脉冲飞秒激光螺旋制孔工艺,针对1.5 mm厚的GH3044镍基合金材料开展了以0.39 mm孔径为加工基准的流量数值模拟及工艺试验研究。首先通过数值模拟手段,研究了孔径、圆度、锥度以及内壁粗糙度对供油孔流量的影响规律和控制手段,之后根据模拟所获得的理论结果,通过飞秒激光制孔试验对制孔工艺进行了优化。研究发现,出入口孔径是决定流量大小最重要的因素,在单脉冲能量140μJ,单层扫描时间1 200 ms,单层进给量0.02 mm,重复频率100 kHz,旋转速度2 400 r/min的工艺下,将孔径偏差控制在±5μm以内,最终成功实现了供油孔流量偏差1.8%的制孔效果。     

不同脉宽纳秒激光致铝材损伤特性与打孔机理

为了获得纳秒激光脉宽对铝材的损伤特性,给纳秒激光金属加工的脉宽选择提供依据,采用面积推算法,利用光学显微镜、扫描电镜、表面轮廓仪等仪器,测试了37种脉宽纳秒激光（脉宽10ns~520ns,波长1064nm）对铝材的损伤阈值。研究了脉宽不变时激光脉冲数目对铝板的损伤规律,揭示了不同脉宽纳秒激光对铝板打孔的作用机理。结果表明,单脉冲损伤阈值与纳秒激光脉宽的平方根成线性关系。当脉冲个数增加时,材料的损蚀阈值呈现下降趋势; 铝板打孔时,纳秒激光的脉宽越窄,对铝的损伤阈值越低; 打孔过程中蒸发过程占主导,孔内壁烧蚀熔融物越少,孔圆度越好,孔口喷溅物越少,打孔质量越高。该结果可为纳秒激光金属加工的脉宽选择提供参考。     

高速深孔加工顶紧系统设计分析

在高速深孔加工中,其中影响加工可靠性的重要因素就是工件以及受油器,在不同的高速深孔加工过程中,对连接工件以及受油器的顶紧力的要求也是不一样的,对顶紧力的精度有着更高的要求.本文就高速深孔加工顶紧系统设计进行具体地分析,进而使该技术得到更好地应用.     

纳米、亚微米的超窄脉宽微细电化学加工

通过分析超窄脉冲实现纳米、亚微米级精度微细电解加工的机理和特点,说明脉冲电源的脉冲宽度减小至纳秒时,可将提高电解加工精度的方法综合运用,如小间隙电解加工、低浓度电解液、加工间隙的实时检测和调整控制等,从而增强电化学反应的定域蚀除能力,减小两电极的极间间隙,显著提高加工精度。构建了微细电化学加工系统,包括微细加工机床、纳秒脉冲电源、电解液循环系统、运动控制部分和加工检测部分,进行了微细加工试验。这种方法在微细成形加工、微小孔加工等方面已经取得了很好的应用效果,与其他特种微细加工技术相比具有一定的优势,在微米、纳米制造领域有着很大的发展潜能。     

脉冲激光对单晶硅打孔的研究

采用波长为1064 nm的重复脉冲激光对单晶硅进行打孔实验,观测了小孔烧蚀深度以及表面孔径大小随脉冲个数的变化规律,并对激光辐照单晶硅的热力学过程进行了理论分析。研究结果表明:入射激光在穿过等离子体到达单晶硅的表面时,光斑尺寸会有所增大,小孔孔径会大于聚焦光束尺寸。小孔内的等离子体本身具有很高的温度,高温等离子体在膨胀过程中会通过热辐射和热传导等过程向小孔周围传递热量,这也会对小孔孔径起到一定的拓展作用。当脉冲个数低于6个时,孔深随入射脉冲个数的增加近似线性增长,而后开始缓慢增长直至保持不变,这主要是由激光等离子体屏蔽效应决定的。     

HDI激光成孔技术

随着PCB制作技术的高速发展,HDI基板布线密度与孔径分布日趋精密化、微型化,顺应HDI成孔加工技术需要,激光成孔技术在国内得到广泛应用。本文针对我国HDI市场生产需要,从目前各HDI厂商所采用的HDI技术入手,阐述了目前HDI生产中所使用的激光钻孔技术,并就其激光戍孔原理、戍孔技术特征、工艺特性及加工过程等方面进行了分析、对比与探讨。     

飞秒激光加工SiC/SiC复合材料厚板的孔型特征研究

为了探究飞秒激光加工SiC/SiC复合材料厚板的孔型特征, 采用光束同心圆填充扫描方式对厚度为4mm的SiC/SiC复合材料进行制孔实验, 分析了飞秒激光加工参数对入口直径、孔深、锥度等孔型特征的影响规律和影响机理。结果表明, 脉冲能量、重复频率、线重合度以及扫描速率对小孔入口直径影响较小, 但对孔深和锥度影响较大; 上述实验参数与光束扫描面积内的能量密度密切相关, 小孔锥度随能量密度增大而减小, 小孔深度则反之; 当采用最大脉冲能量130μJ、最大重复频率100kHz、最小扫描速率100mm/s、最大线重合度77%以及最小进给量0.1mm时, 小孔锥度达到最小值12.38°; 上层材料对光束的遮挡以及排屑困难导致深孔加工锥度不易控制。该研究可以为今后SiC/SiC超快激光制孔应用提供参考。     

光导开关实验研究

介绍了光导开关的加工过程与测试设计,报道了光导开关分别在纳秒与皮秒激励脉冲光源激发下,处于线性工作模式时实验结果。根据实验结果,该文对光导开关的物理机理、测试电路、开关的机械结构及加工工艺等问题作了分析。