日前，中國科學(xué)院寧波材料與技術(shù)工程研究所所屬二級所先進制造所的激光與智能能量場團隊，采用皮秒激光器結(jié)合五軸運動系統(tǒng)解決了難加工材料可控錐度的深小孔加工難題。
硬脆材料或高熔點難加工材料憑借優(yōu)異的材料性能，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。發(fā)動機、水刀等工業(yè)產(chǎn)品中的噴油嘴、水射流噴嘴的功能結(jié)構(gòu)，都需要在硬脆性或高熔點的難加工材料上加工大深徑比小孔（簡稱“深小孔”），常規(guī)的機械加工方法、電加工方法難以控制小孔加工錐度，很難在硬脆、絕緣材料上加工出孔徑小于0．1mm的小孔。在實現(xiàn)正錐度、反錐度和零錐度等效果方面，激光加工方式具有顯著優(yōu)勢。
五軸聯(lián)動運動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了工件在空間上的準確定位（精度小于3μm），焦點實時聚焦，保證了焦點定位準確；加工深小孔隨深度增加，激光入射角相應(yīng)增大，由于激光光斑能量的高斯分布特點和耦合效應(yīng)，小孔材料內(nèi)壁對能量吸收率降低，激光去除效率減弱，五軸聯(lián)動運動系統(tǒng)通過角度補償變換控制激光焦點與工件表面入射角θ，減小激光入射角θ，可增加材料單位面積能量吸收率，提高材料去除率。
該技術(shù)為難加工材料可控錐度大深徑比深小孔加工奠定了基礎(chǔ)，對多類動力系統(tǒng)噴油嘴加工及拔絲孔加工等微小孔應(yīng)用具有重要意義。
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