在過去幾十年里，Nd:YAG脈沖激光器一直是材料加工的主力軍，其中相當(dāng)一部分機(jī)器的使用時(shí)間甚至已經(jīng)超過30年。其中，波長(zhǎng)為1070nm的脈沖激光器應(yīng)用最為廣泛，比如醫(yī)療器械、航空、電子等等。盡管如此，在某些方面，這種激光器仍有待改進(jìn)，比如峰值功率高，但平均功率低，電效率不高，功率提升時(shí)光束質(zhì)量不穩(wěn)定，聚焦光斑尺寸近似高斯光束，在獲得穩(wěn)定輸出之前需要幾輪脈沖預(yù)熱等等。然而，縱有種種不盡如人意，這種激光器還是在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里發(fā)揮著重要的作用。在航空領(lǐng)域，Nd:YAG脈沖激光器更是占據(jù)著主導(dǎo)地位，廣泛用于各種器件的冷卻孔加工。 I5E=Ujc
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　　光纖激光工藝 } r(b:}DN  
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　　2009年初，從事材料加工行業(yè)的人開始將目光投向那些能夠提供高峰值功率的脈沖激光器，以及具有較高功率水平的連續(xù)激光器，這類激光器峰值功率一般可達(dá)到3kW，平均功率300W。技術(shù)的飛躍催生出更高的峰值功率及平均功率。如今，峰值功率高達(dá)20kW，平均功率2kW，以及超高功率連續(xù)激光器已經(jīng)問世。功率的不斷更新?lián)Q代，將光纖激光器推上了航空器件加工的舞臺(tái)。 _BA; H+M  
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　　相較于傳統(tǒng)的Nd:YAG激光器，光纖激光器在電光轉(zhuǎn)換效率及光束亮度（單模或低位操作）方面均有顯著的改善，且無需預(yù)熱，功率改變時(shí)，無論是平頂模式（如圖1所示），還是高斯模式，光斑直徑始終保持穩(wěn)定如一，同時(shí)，脈沖頻率更高，參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)性能也更強(qiáng)。由于光纖激光器利用的是單個(gè)發(fā)射器激發(fā)，所以在可靠性、功率穩(wěn)定性及靈活性方面較閃光燈泵浦激光器而言，有了質(zhì)的飛躍。 [uGsF0#e  
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　　鑒于光纖激光器的應(yīng)用方式靈活多樣，不僅可以作為新機(jī)安裝，也可以對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)，所以正在占據(jù)越來越多的市場(chǎng)份額。之前所有使用Nd:YAG激光器的生產(chǎn)系統(tǒng)都能轉(zhuǎn)換為光纖激光器。隨著市場(chǎng)需求的發(fā)展，現(xiàn)在已有峰值功率達(dá)到20kW高功率光纖激光器可供選擇（見下表）。 ~5N oR
 
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　　上述峰值功率及平均功率已經(jīng)可以覆蓋從微加工到大型加工，從微鉆孔到大型鉆孔，薄厚板材切割，深雕等多種應(yīng)用需求。 RHBQgD$  
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　　航空領(lǐng)域的鉆孔需求 q=->) &D%  
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　　航空領(lǐng)域無疑是又一個(gè)因光纖激光器而獲益匪淺的行業(yè)。在現(xiàn)在航空業(yè)中，一個(gè)渦輪引擎可能會(huì)有多達(dá)數(shù)百萬計(jì)個(gè)孔，這些孔主要用于幫助器件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中及時(shí)散熱�？椎暮穸取⒔嵌�、直徑、形狀各不相同。在航空領(lǐng)域鉆孔應(yīng)用中，新型光纖激光器是一種更快，更靈活、更穩(wěn)定，也更具成本優(yōu)勢(shì)的選擇。 vE^tdzAG  
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　　生產(chǎn)航空器件冷卻孔主要有兩種方式：一種是利用多重脈沖，依據(jù)所需孔徑形成鉆孔（脈沖鉆孔）；另一種是利用小光斑，在圓形范圍內(nèi)移動(dòng)光束形成鉆孔（套孔）。總的來說，套孔速度慢，但形狀更完美。在某些應(yīng)用中，只能選擇套孔，這些孔通常直徑為0.015–0.030in（如圖2所示）。 E"VFBKB  
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　　航空領(lǐng)域還有一個(gè)特殊的鉆孔需求，就是連接限流孔的扇形孔（如圖3所示）。這些扇形孔是冷卻空氣的出口，目的是將同等流量的空氣分流至更大的范圍，以達(dá)到更好的冷卻效果。目前，生產(chǎn)扇形孔的工藝主要有以下幾種：第一種是小光斑調(diào)Q激光器+掃描儀。掃描儀用于掃描限流孔出口處的形態(tài)。使用這種方法加工扇形孔，需要兩臺(tái)機(jī)器分頭操作；第二種方法是縮小光斑尺寸創(chuàng)造錐度，然后利用CNC套形，但是這種方法比搭載掃描儀的“二步法”慢得多；第三種方法是利用EDM鉆孔技術(shù)，在形成限流孔后再增加一個(gè)扇形孔。有一點(diǎn)很重要，就是在鉆扇形孔時(shí)，需要避免熱障涂層的剝離，而現(xiàn)在絕大多數(shù)器件上都有熱障涂層。 XxMZU(5
  
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