研究目的
为解决现有激光与电化学复合加工(LECM)工艺在控制加工精度、加工深度极限及锥角方面存在的问题。
研究成果
LECM-ITR技术被用于加工铝合金和不锈钢上深度为2毫米、小锥度角的小孔,这是现有LECM技术无法实现的。激光束可通过管状电极内孔的全内反射传输至加工区域。提高激光功率能够提升电化学加工的材料去除率和精度。实验分析表明,LECM-ITR技术可使侧隙减小23.6%,锥度角降低60.8%,材料去除率(MRR)提高118.8%。
研究不足
现有LECM技术的加工深度因电解液和微气泡在加工区域的阻碍与散射效应导致激光严重衰减,其有效作用范围被严格限制在0.5毫米以内。
1:实验设计与方法选择:
提出了一种基于内全反射的新型液电化学加工方法(LECM-ITR),其中电解液射流与激光束被同步引导并传输至加工区域。
2:样品选择与数据来源:
加工了铝合金7075和不锈钢304工件,采用10%氯化钠溶液作为电解液。
3:实验设备与材料清单:
在管状电极内壁附着波长为532 nm的激光器、厚度0.075 mm且折射率为1.29的含氟聚合物特氟龙层。
4:075 mm且折射率为29的含氟聚合物特氟龙层。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:激光束聚焦至管状电极入口并通过内全反射传输至出口,工件材料通过激光-材料相互作用与电化学溶解的共同效应被去除。
5:数据分析方法:
加工精度以侧隙与锥角表示,小孔尺寸采用激光显微镜与扫描电子显微镜测量。
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scanning electron microscope
S-3400N
Hitachi
To examine the surface quality of the processed small through holes.
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laser
532 nm
To act on the high depth machining area with less laser attenuation.
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electrolyte
10% sodium chloride solution
Used as the electrolyte for electrochemical dissolution.
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tube electrode
Inner diameter 0.6 mm, Outer diameter 1.0 mm
Serves as both the tool electrode and optical waveguide.
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laser microscope
VK-X200
Keyence
To measure the dimension of the small holes.
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high-speed data acquisition card
PCI-6221
National Instruments
To acquire the electric current in real time.
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