蒸汽流量孔是現代工業產品生產過程中經常使用到的類型孔。蒸汽流量孔的作用很好的起到了排氣、蒸汽、透光、透氣、散熱、透聲等效果。一些數碼產品、電子產品、塑膠工件,以及各種金屬非金屬等產品都會有大量的蒸汽流量孔加工需求。
以塑膠模具為例,要在塑膠模具上打蒸汽流量孔如果使用傳統的機械鉆頭來加工會速度慢、效果差、打孔成本高等,給商家帶來了很多麻煩。使用激光打孔的方式可以很好地解決這些問題。
激光打孔指激光經聚焦后作為高強度熱源對材料進行加熱,使激光作用區內材料融化或氣化繼而蒸發,而形成孔洞的激光加工過程。激光束在空間和時間上高度集中,利用透鏡聚焦,可以將光斑直徑縮小10的5次方~10的15次方W/cm2的激光功率密度;幾乎可對任何材料進行激光打孔。
對于塑膠模具上打蒸汽流量孔加工時要格外注意,因為塑膠原料受熱膨脹,熱脹系數比金屬大很多,在長時間受熱下會明顯下降,在常溫下和低于其屈服強度的應力下長期受力,會出現永久形變;對缺口損壞很敏感,不小心就會出現變形和大面積熔邊的現象。因此只有很專業的激光打孔機才能打出完美的效果。
許多做激光打孔研究工作者發現,用每秒發射許多個光脈沖(通常叫高重復率激光脈沖)做"鉆頭",打出來的小孔質量比用單個光脈沖,或每秒時間內少數幾個光脈沖打出來的孔好。因為:在用每秒一個光脈沖或少數幾個脈沖打孔時,對每個光脈沖的激光能量要求比較高,讓材料能被加熱至熔化才能打出孔。但是,融熔了的材料沒有辦法充分汽化,卻把在它附近的材料加熱和使它們汽化,結果,被打出來的小孔在形狀大小上就不那么規整。如果使用的是高重復率激光器輸出的光脈沖,這時每個光脈沖平均的能量并不很高,但由于光脈沖的寬度窄,功率水平卻不低。于是每個激光脈沖在材料上形成的融熔體不多,主要是發生汽化。由于使小孔附近的材料加熱時融熔體很少,因而也就不出現在用單脈沖打孔時出現的事。打出的小孔形狀和大小就規整得多了。
要使打出的小孔質量高,還需要注意激光焦點位置的選擇。選擇焦點位置的原則大致是這樣:對于比較厚的材料,激光束焦點位置應位于工件的內部,如果材料比較薄,激光束焦點需放在工件表面的上方。這樣的安排會讓打出來的小孔上下大小基本上一致,不出現"桶狀"的小孔。
用激光在材料上鉆孔,鉆出的小孔質量不僅非常好,特別是在打大量同樣的小孔時,還能保證多個小孔的尺寸形狀統一,而且鉆孔速度快,生產效率高。所以,除在電子工業生產中用激光打孔外,其他許多工業生產部門都在采用,比如普通香煙過濾嘴上的小孔、噴霧器閥門上的小孔,也在采用激光加工。