鉆孔是個技術(shù)活!納飛光電皮秒激光器在噴油嘴精細(xì)鉆孔的應(yīng)用
噴油嘴是汽車發(fā)動機的精密配件之一,也是電磁閥的一種,其工作原理是當(dāng)電磁線圈通電時產(chǎn)生吸力,針閥被吸起,燃油經(jīng)過閥頭部的軸針與噴孔之間的間隙高速噴出形成霧狀,與空氣形成良好的混合氣體,利于燃料充分燃燒。
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷升級,尤其是對汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,提高燃油效率,減少汽車尾氣排放成為切實可行的方法之一。為使得燃料在發(fā)動機內(nèi)部燃燒更加充分,燃料需達(dá)到更小的霧化顆粒,如今發(fā)動機的噴油嘴噴孔向著小孔徑、多孔數(shù)等方面發(fā)展,如孔徑趨向直徑0.1mm及以下更小孔徑。

傳統(tǒng)的機械高速鉆孔和電火花加工等方式已經(jīng)難以滿足當(dāng)前加工標(biāo)準(zhǔn)。激光微加工技術(shù)是以其精細(xì),快速,平整,省料等特點著稱,通過與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合以達(dá)到很高的加工效率和很好的加工效果,技術(shù)已越發(fā)成熟,特別適合用于現(xiàn)代自動化加工領(lǐng)域。在過去,受限于技術(shù)和成本的因素,納秒脈沖激光器備受工業(yè)應(yīng)用的青睞,然而利用納秒脈沖激光加工出的微孔表面存在熔渣和再鑄層等問題,往往需要多次處理才能應(yīng)用。

相較于納秒脈沖激光加工,采用納飛光電生產(chǎn)的工業(yè)級皮秒激光器加工高精度微孔,能量密度高,聚焦特性好,熱影響區(qū)小,光束質(zhì)量高等,能夠滿足“加工質(zhì)量要求、加工速度要求和成本限制”三大材料加工要求,具有打孔速度快,效率高,經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。
這款工業(yè)級皮秒激光器的脈寬小于15ps,為10ps左右,與電光馳豫時間接近,當(dāng)發(fā)射的激光與材料作用時,能量在非常短的時間內(nèi)注入作用區(qū)域,瞬間高能量密度沉積使電子吸收和運動方式發(fā)生改變,避免激光線性吸收、能量轉(zhuǎn)移和擴散,整個過程幾乎沒有熱作用存在,也被成為冷加工。

使用皮秒激光鉆孔時,優(yōu)異的光束質(zhì)量(M2<1.3),其射出激光聚焦后的光斑大小往往為微米級的光點,高達(dá)30W的平均功率和300uJ的脈沖能量相結(jié)合,非常高的能量密度使得材料直接被氣化而不經(jīng)過熔融態(tài),能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高質(zhì)量的鉆孔。
與機械高速鉆孔和電火花加工方式相比,該皮秒激光器穩(wěn)定性非常高,脈沖穩(wěn)定性和功率穩(wěn)定性均達(dá)到小于1%,這樣的高穩(wěn)定性使得孔一致性好,成本低,無工具損耗;與納秒激光器相比,加工精度高,形狀為圓柱形,孔內(nèi)無毛刺,無重鑄層,孔壁表面光滑,從而能實現(xiàn)最優(yōu)化的燃料噴霧,此外,還可以和校準(zhǔn)系統(tǒng)、螺旋光學(xué)加工系統(tǒng)等集成,通過工藝參數(shù)設(shè)定,還可以精準(zhǔn)加工獲得一定錐度的孔洞,為優(yōu)化噴射過程提供更高的自由度。


皮秒激光器在噴油嘴精細(xì)加工領(lǐng)域,噴孔的精度、噴孔形狀以及加工深度等都能得到很好的滿足,其應(yīng)用前景被十分看好。隨著納飛光電這款工業(yè)級皮秒激光器的市場逐漸鋪開,可為國內(nèi)燃油噴射零部件的加工帶來更多可靠高效解決方案,有助于推動國內(nèi)發(fā)動機研發(fā)再上新臺階,為高端制造業(yè)賦能。