Получение глубоких отверстий.

 

При таком режиме отношение приращения глубины отверстия к диаметру имеет величину Δh/d>1. Экспериментальное исследование этого режима обработки при воздействии n импульсов излучения показало, что диаметр отверстия определяется усредненным значением энергии W_u по серии импульсов, а глубина отверстия - суммарной энергией n импульсов. Для расчета размеров получаемого отверстия можно пользоваться приведенными выше формулами. Причем при определении диаметра значение энергии берется равным:

а в формулу глубины подставляется суммарное значение энергии:

где W_ui – энергия излучения в отдельных импульсах.

 

Как было отмечено выше, существуют предельные значения глубины и диаметра отверстия для заданной энергии импульсного лазерного излучения. Однако эти значения достигаются при воздействии определенного числа импульсов, т.е. зависимости диаметра и глубины отверстия от числа импульсов имеют вид насыщающихся кривых:

 

 

 

С использованием приведенных выше формул для определения предельных размеров отверстия можно получить выражение для расчета количества импульсов излучения, необходимого для получения предельно глубокого отверстия.

 

 

Многоимпульсная обработка при получении прецизионных отверстий.

 

При высокоточной обработке материала должно обеспечивается минимальное оплавление стенок и дна отверстия в процессе его получения. Это возможно при выполнении следующих двух условий:

Первое условие означает, что в течение импульса мал боновой теплоотвод, т.е. значительно уменьшено оплавление стенок отверстия за счет теплопроводности. Второе условие приводит к ослаблению других факторов образования излишнего количества расплавленного материала (например, из-за уменьшения плотности энергии вследствие расфокусировки). При таких условиях наблюдается режим нестационарного испарения. Для определения глубины слоя, испаренного за время действия импульса можно воспользоваться формулой, которая была получена путем интегрирования зависимости скорости нестационарного испарения от времени:

где t₁ – время задержки начала процесса испарения относительно начала облучения, его значение определяется по формуле:

Кроме этого, можно рассчитать плотность мощности излучения, которая необходима для реализации многоимпульсного режима прецизионной обработки. Для этого получена формула:

Попутно может быть определена удельная энергия разрушения:

где u – средняя скорость звука в материале.

 

Зная требуемую плотность мощности легко определить другие параметры режима обработки. Энергия излучения в импульсе:

Число импульсов n для получения отверстия заданной глубины h: