532nm激光铣削Y-TZP陶瓷实验研究

采用波长为532 nm的短脉冲激光(脉宽6 ns)对Y-TZP陶瓷进行铣削实验研究。探究了单次刻蚀槽宽与功率的关系,分析脉冲数与材料阈值的关系,确定材料阈值。并且探究了铣削量及质量随激光工艺参数的变化规律,确定最优工艺参数,进一步进行了脉冲激光铣削微米级二维结构的工艺实验。研究结果表明槽宽的平方与脉冲峰值功率的对数呈线性关系,根据此关系式计算得出光斑半径与实际测量值相符。材料阈值随脉冲数增加而降低,在扫描速度、功率和重复频率的最优匹配下,可实现最大铣削量为1.35 mm3/min。在优化工艺参数下,完成直径500μm的盲孔和宽200μm、高100μm的台阶方槽二维结构无裂纹铣削加工,结构边缘无残渣堆积,表面粗糙度为3.746μm。