激光打孔機(jī)是最早達(dá)到實(shí)用化的激光加工技術(shù)，也是激光加工的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。隨著近代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，使用硬度大、熔點(diǎn)高的材料越來越多，而傳統(tǒng)的加工方法已不能滿足某些工藝需求。而用激光打孔則不難實(shí)現(xiàn)。激光束在空間和時(shí)間上的高度集中，可以將光斑直徑縮小到微米級(jí)從而獲得很高的功率密度，幾乎可以對(duì)任何材料進(jìn)行激光打孔。

激光打孔機(jī)的工作原理

1)當(dāng)激光工作物質(zhì)釔鋁石榴石受到光泵(激勵(lì)脈沖氙燈)的激發(fā)后，吸收具有特定波長的光，在一定條件下可導(dǎo)致工作物質(zhì)中的亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)大于低能級(jí)粒子數(shù)，這種現(xiàn)象稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。一旦有少量激發(fā)粒子產(chǎn)生受激輻射躍遷，就會(huì)造成光放大，再通過諧振腔內(nèi)的全反射鏡和部分反射鏡的反饋?zhàn)饔卯a(chǎn)生振蕩，最后由諧振腔的一端輸出激光。激光通過透鏡聚焦形成高能光束照射在工件表面上，即可進(jìn)行加工。

2)電氣系統(tǒng)包括對(duì)激光器供給能量的電源和控制激光輸出方式(脈沖式或連續(xù)式等)的控制系統(tǒng)。在后者中有時(shí)還包括根據(jù)加工要求驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的自動(dòng)控制裝置。

3)光學(xué)系統(tǒng)的功能是將激光束精確地聚焦到工件的加工部位上。為此，它至少含有激光聚焦裝置和觀察瞄準(zhǔn)裝置兩個(gè)部分。

4)投影系統(tǒng)用來顯示工件背面情況，在比較完善的激光束打孔機(jī)中配備。

5)工作臺(tái)由人工控制或采用數(shù)控裝置控制，在三坐標(biāo)方向移動(dòng)，方便又準(zhǔn)確地調(diào)整工件位置。工作臺(tái)上加工區(qū)的臺(tái)面用玻璃制成，因?yàn)椴煌腹獾慕饘倥_(tái)面會(huì)給檢測(cè)帶來不便，而且臺(tái)面會(huì)在工件被打穿后遭受破壞。工作臺(tái)上方的聚焦物鏡下設(shè)有吸、吹氣裝置，以保持工作表面和聚焦物鏡的清潔。

激光打孔機(jī)的應(yīng)用

激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機(jī)葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。

目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準(zhǔn)分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。