引言
提到微加工，許多人會想到超短脈沖激光。然而，對于許多應(yīng)用，使用振鏡的冷加工無法實(shí)現(xiàn)我們所需的精度和邊緣角度（錐角）。當(dāng)輸送到材料切口邊緣的能量（密度）較低時(shí)，或當(dāng)材料重新沉積在那里時(shí)，就會產(chǎn)生尖銳的角度。在這種情況下，建議使用固定光學(xué)元件，工藝氣體噴嘴和高精度運(yùn)動(dòng)軸。
然而，軸的加速和進(jìn)給速度并不像那些具有低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的振鏡掃描那樣高。 因此，使用固定的光學(xué)元件和軸線會導(dǎo)致熔融的形成，并且必須確保這不會對零件的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
良好的邊緣質(zhì)量和尖銳的錐角
與傳統(tǒng)的熔化切割技術(shù)（例如基于碟片激光器和CO2激光器的技術(shù)）不同，超短脈沖確保在非常有限的時(shí)間內(nèi)僅對極其有限的區(qū)域施加熱量。這確保了零件不會受到任何熱損傷。
如果我們正確地進(jìn)行加工，那么與使用振鏡進(jìn)行冷切割的工藝相比，微熔切割可以獲得良好的邊緣質(zhì)量和更尖銳的錐角。優(yōu)化的噴嘴在高壓下傳送工藝氣體，以將熔體驅(qū)出切割切口。包括噴嘴幾何形狀和位置以及工藝氣體類型和壓力，這些關(guān)鍵因素都會對結(jié)果產(chǎn)生影響。
檢測技術(shù)是確保質(zhì)量的關(guān)鍵
另一重要方面是開發(fā)合適的安裝裝置、支架或夾具。它們應(yīng)該能夠?qū)⒉考喂痰乇３衷谶m當(dāng)位置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自由切割，而不需要在零件下方直接支撐。該設(shè)計(jì)還應(yīng)優(yōu)先考慮與激光一起使用的適用性，以避免所謂的穿刺點(diǎn)。
同時(shí)，不要低估測量技術(shù)在開發(fā)過程和質(zhì)量控制方面的重要性。系統(tǒng)必須能夠可靠地測量公差在5微米或更好精度的形狀和位置，并測量小于1微米的平均粗糙度（Ra）。
適用于陶瓷
這種特殊的微熔切割不僅用于加工金屬，也可用于加工陶瓷。還可以并行使用多個(gè)處理光學(xué)器件，以使工藝成本經(jīng)濟(jì)有效。這種“光束分離”可以使用來自通快的TruMicro系列的強(qiáng)大超短脈沖激光器來實(shí)現(xiàn)。我們可以使用各種精細(xì)加工技術(shù)來進(jìn)一步提高加工結(jié)果。
微熔切割工藝完成后，可以對材料施加熱量以獲得特定程度的硬度，強(qiáng)度或去除材料的殘余應(yīng)力，這類似于在電火花加工和微銑削之后通常使用的熱處理工藝。表面的粗糙度也可以通過打磨進(jìn)一步減少。
另一個(gè)選擇是在激光加工過程之后電鍍部件。這些方法已經(jīng)是最先進(jìn)的技術(shù)，例如制表業(yè)。該領(lǐng)域也是微型熔化切割和鉆孔的最重要的領(lǐng)域之一，例如寶石軸承，手表和其他設(shè)計(jì)元素。
90° 的邊緣角度
90°邊角是微加工技術(shù)的常見要求。 可以通過在開孔過程中使用所謂的環(huán)鉆光學(xué)器件（trepanning optics）來實(shí)現(xiàn)較小的孔。環(huán)鉆光學(xué)器件使激光光束具有傾斜角度并圍繞擺動(dòng)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)以校正錐角。
這種方法也越來越顯示出對于更復(fù)雜幾何的處理能力。高精度的進(jìn)給速度再次依賴機(jī)械軸。然而，大多數(shù)掃描光學(xué)器件仍然需要進(jìn)一步開發(fā)，并且必須更好地適應(yīng)這些高要求的應(yīng)用，以使它們更加便于使用并適合工業(yè)應(yīng)用。另一種解決方案是值得思考的機(jī)械化需求：通過使用柔性可傾斜的樣件支撐來補(bǔ)償錐角。
高精度
總而言之，微熔切割是配備高精度應(yīng)用振鏡來進(jìn)行冷切割行之有效的替代方法。然而，這仍然有非常大的進(jìn)一步發(fā)展空間，例如在零件支撐，零件處理和工藝加氣系統(tǒng)領(lǐng)域。我們還可以對專用光學(xué)元件進(jìn)行改進(jìn)，例如通過創(chuàng)建便于使用的光束定位的專用掃描光學(xué)器件來補(bǔ)償復(fù)雜輪廓中的錐角。
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