激光离散通孔密排实现陶瓷厚件无损切割的基础研究

本项目针对当前陶瓷类材料实际加工中亟待解决的陶瓷厚件易损问题，提出并研究陶瓷厚件（厚度≥4 mm）激光离散通孔密排无损切割的基础理论及其技术实现。项目内容以陶瓷厚件激光无损打孔为研究起点，通过对激光切割过程热应力分布及裂纹行为规律这一关键问题的研究和解决，以正交实验方法完成陶瓷厚件激光离散通孔密排无损切割技术的实现，并通过激光加工材料热力学和陶瓷材料物理学、结构分析学相结合的方法，对该技术的无损切割机理进行系统研究，以数值解析和有限元分析方法建立起具有普适性的理论控制模型。项目研究将实现Al2O3、SiC等典型高密度陶瓷及其陶瓷基复合材料厚件的包括直线、曲线及角形等内、外轮廓单元和平面、曲面等多种加工面的激光无损切割（厚度可突破10 mm，表面粗糙度Ra～12.5 μm）；在探索陶瓷厚件激光切割极限厚度的同时，推导验证本研究所建立模型极限态与现行常用"脉冲激光连续走刀"切割方式的关系。