5分鐘看懂皮秒激光加工參數設置

    皮秒激光加工以高精度、低熱損傷的優勢，在硬脆材料、超硬材料等精密加工領域廣泛應用。但參數設置直接影響加工效果，如何快速掌握核心要點？以下從核心參數分類、關鍵參數解析、設置原則和場景適配四個方面，帶你快速看懂皮秒激光加工參數設置。

    一、核心參數：從“運動”到“激光”的全鏈條控制

    皮秒激光加工參數可分為三大類，覆蓋從設備運動到激光輸出的全流程：

    1.運動軸系參數

    設備共8個運動軸（XYZ直線軸+A/C旋轉軸+光學掃描XYZ軸），核心參數包括：

    行程：如XY工作臺行程400mm×500mm，決定加工件尺寸范圍；

    速度：XY工作臺運動速度達2100mm/s，光學掃描速度最高24000mm/s，影響加工效率；

    精度：XYZ軸重復精度±2μm，A/C旋轉軸重復精度±5arcsec（角秒），直接決定加工尺寸誤差。

    2.激光器參數

    采用超短脈沖皮秒/飛秒激光，核心參數為波長和功率：

    波長：支持1064nm（30100W）、532nm（1550W）、355nm（1030W），不同波長適配不同材料（如355nm更適合精細陶瓷加工）；

    脈沖特性：超短脈沖帶來極低熱影響區，確保加工面光滑無毛刺，這是區別于傳統加工的關鍵。

    3.輔助控制參數

    視覺定位：重復精度優于1μm，用于加工前精準定位工件；

    系統控制：支持3D設計數據導入，可編輯5軸聯動參數，適配復雜曲面加工。

    二、關鍵參數解析：看懂每個數字的意義

    1.激光器：波長和功率是“加工利器”的核心

    波長選擇：波長越短，聚焦光斑越小，加工精度越高。例如：

    1064nm（紅外）適合硬質合金、淬火鋼等金屬材料；

    355nm（紫外）適合陶瓷、PCD（多晶金剛石）等硬脆材料，減少材料損傷。

    功率匹配：功率越高，材料去除效率越快，但需避免過熱。加工薄型工件（如航空葉片）時，建議選擇中低功率（1030W），控制熱影響區。

    2.運動軸：速度與精度的“平衡術”

    速度設置：簡單平面加工（如標刻）可提高速度（如XY工作臺2100mm/s）；復雜3D結構（如模具曲面）需降低速度，配合A/C旋轉軸（360°旋轉+±110°傾斜）實現多角度加工。

    精度控制：重復精度±2μm是基礎要求，加工精密模具、金剛石刀輪微齒時，需確保光學掃描軸重復精度（±2.5μm）與視覺定位協同，避免累積誤差。

    3.掃描系統：3D加工的“靈活手臂”

    光學掃描軸支持單次掃描100×100×20mm（可選150×150×40mm）立體空間，掃描速度達24000mm/s。加工大面積或復雜形狀時，需根據工件尺寸選擇掃描范圍，同時匹配旋轉軸角度，實現“激光聚焦點”與“工件曲面”的實時貼合。

    三、參數設置原則：跟著“材料”和“需求”走

    1.按材料特性調整

    硬脆材料（陶瓷、PCD）：選短波長（355nm）+中低功率+高掃描速度，減少崩裂；

    金屬材料（淬火鋼、硬質合金）：選1064nm波長+較高功率，兼顧效率與精度。

    2.按加工需求優化

    高精度需求（如微孔直徑＜0.1mm）：降低速度+提高定位精度，啟用機械探針測量校準；

    高效率需求（如大面積標刻）：提高運動速度+匹配激光功率，確保加工一致性。

    四、場景示例：參數設置“活學活用”

    總結：3步快速上手參數設置

    1.確定加工材料，選對激光波長和功率；

    2.根據工件尺寸和精度要求，設置運動軸行程、速度和重復精度；

    3.結合加工形狀（平面/曲面/微孔），啟用5軸聯動或光學掃描，校準視覺定位。

    掌握這些核心要點，就能在5分鐘內理清皮秒激光加工參數的邏輯，讓高精度加工更高效、更穩定。