摘要
氧化铝陶瓷是一种具有脆硬特性的无机非金属材料，中国大力发展电子工业领域，对氧化铝陶瓷微孔加工的需求逐年增加。由于氧化铝陶瓷属于高硬脆材料，传统机加工方法和特种加工方法均存在多种不足，比如工件出现裂纹，废品率高，且无法满足精度和效率要求。激光加工作为一种无接触加工方法，非常适合高熔点、高脆性和高硬度的材料加工，并且其有较好的加工精度、加工效率以及加工柔性，在氧化铝陶瓷微孔加工方面有很好的应用前景。在激光加工微米量级微孔时，常常会出现加工表面质量差、加工效率低、重凝层过厚等问题。 本文基于准连续光纤激光器的多种特性，譬如：特有的双激光模式，切换脉冲模式时有较高的峰值功率，优异的光束质量等，对激光在96氧化铝陶瓷薄板表面加工微米量级微孔的相关工艺方式、质量分析、参数优化进行探究，以解决激光打孔中常出现的问题，为其在工业上应用提供理论依据。全文主要结论如下： （1）通过对激光微孔加工方式对比发现，不同的打孔工艺方法对激光加工半径50μm微孔的效率、孔径、圆度、热影响区等质量问题有较大影响；针对不同厚度陶瓷薄板，选择适合的激光模式，可有效简化前处理工艺，改善切面形貌；在此基础上，提出了适合加工微米量级微孔的工艺方法和激光模式。 （2）通过对激光微孔加工质量分析发现，激光旋切法打孔涉及的相关加工尺寸参数，包括旋切圈数、旋切次数、旋切速度，对半径50μm微孔质量，包括尺寸特征及形貌特征有一定的规律性影响；在此基础上，提出了适合加工半径50μm微孔的旋切法尺寸参数。 （3）通过对激光微孔加工激光参数优化发现，多种激光参数，包括脉冲激光占空比、离焦量、辅助侧吹压缩空气气压、激光扫描速度、脉冲激光重复频率，对所加工半径50μm微孔的出入口孔径有明显的规律性影响；在此基础上，通过正交实验设计，得出多种激光参数综合作用结果，进而得出最优打孔参数组合。
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