如何解決小于150m的微細孔加工分析
2022-07-29
新一代缸內直噴技術是汽車發(fā)動機領域的主流技術,它將燃油通過噴油器精準地噴入氣缸內并與進氣充分混合,發(fā)揮每一滴燃油的功效。
噴油器上分布著微孔,微孔的直徑小于150微米??讖?、表面粗糙度、位置、形狀等都會直接影響噴油器的性能,因此都有嚴苛的加工要求,同時為了達到成本效益,還要求每個微孔的加工時間控制在幾秒之內。
噴油器微孔的加工要求已遠遠超出傳統(tǒng)機械鉆孔技術的能力,
目前常見的噴油器微孔加工方法主要包括機械鉆孔、電火花加工、飛秒激光加工三種。
機械鉆孔成本最高,由于鉆小孔的刀具價格昂貴,加工過程中易磨損且刀具有斷裂風險,直接影響微孔加工的一致性和產(chǎn)品良率,且耗材成本高。
電火花加工雖然在尺寸上比機械鉆孔稍靈活,但加工效率較低,表面粗糙度不夠理想,尤其是加工表面會存在重熔層,同時我們還必須考慮到電極成本以及工藝的穩(wěn)定性。
而飛秒激光由于在加工過程中不產(chǎn)生熱量,加工出的微孔沒有重熔層、毛刺,可以獲得更清晰的銳邊和更優(yōu)異的表面質量,從而延長噴嘴壽命。以直徑150 μm,深度 0.5 mm 的孔為例,對比電火花加工和飛秒激光的加工結果:
飛秒激光與我們常聽到的納秒激光、皮秒激光有什么區(qū)別呢?
我們需要先搞清楚時間單位換算:
1ms (毫秒)=0.001秒=10-3秒
1μs (微秒)=0.000001=10-6秒
1ns (納秒)=0.0000000001秒=10-9秒
1ps (皮秒)=0.0000000000001秒=10-12秒
1fs (飛秒)=0.000000000000001秒=10-15秒
搞清楚了時間單位,我們就知道了飛秒激光是一種極其超短脈沖的激光加工,所以只有它才能真正勝任高精密加工。
現(xiàn)今,隨著國內外汽車行業(yè)排放標準的逐步升級,對于噴油器廠商及其OEM的挑戰(zhàn)也越來越大,傳統(tǒng)加工的圓孔已經(jīng)無法滿足客戶的需求,生產(chǎn)商不斷尋求并開發(fā)特殊而新穎的噴孔形狀來試圖達到要求,飛秒激光加工的靈活性及優(yōu)勢就愈發(fā)明顯。
不僅僅是汽車行業(yè)的噴油器微孔,微細小型化是當下的一個明顯趨勢,迫使各行業(yè)的制造商去挑戰(zhàn)精密微細零件的生產(chǎn),并有效控制每個零件的生產(chǎn)成本。
工作空間的極致利用:航空航天應用的理想選擇
高成本效益的發(fā)動機葉片和燃燒室內襯的鉆孔和成型是 Microlution ML-10 的特長領域,該解決方案是根據(jù)航空航天業(yè)的需求而設計的。其占地面積小,可以大大降低每平方米的生產(chǎn)成本。該機床內嵌光學相干斷層成像(OCT)系統(tǒng),允許非接觸式測量、穿透檢測/深度跟蹤、形狀分析和燒蝕實時監(jiān)測,眾多益處觸手可得。
簡化醫(yī)用管材切割的復雜加工過程
使用超快 MLTC 激光管材切割平臺可以消除大部分甚至所有的后續(xù)加工步驟。這一用于醫(yī)療設備行業(yè)及其他應用的解決方案的特點是能夠以極高的精度快速精準地加工金屬和聚合物管材。
實現(xiàn)優(yōu)異的邊緣和表面質量以及筆直的側壁
創(chuàng)造獨特的形狀,如負錐度孔、變形孔(包括圓形入口和橢圓形出口)、星形圖案等。由于該解決方案采用五軸掃描測頭,可以加工出在機械設備上不可能實現(xiàn)的形狀。
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