硬脆材料一直是精密制造領域中的“硬骨頭”，這些材料在加工過程中極易產生微裂紋或邊緣崩裂，用傳統的切割方式往往難以滿足高精度和高良品率的雙重要求。

例如碳化硅陶瓷，因其高硬度、高熔點、高耐磨性和耐腐蝕性，被廣泛應用于航空航天、半導體和新能源等行業。但在擁有高硬度的同時，碳化硅陶瓷在加工過程中也容易產生裂紋或邊緣崩裂，這些裂紋會影響成品的尺寸精度和外觀質量，同時會降低部件的抗疲勞性，影響使用壽命。

然而，水導激光技術的出現，為硬脆材料的加工帶來了新思路：憑借獨特的水冷卻與沖刷作用，切割側壁更加平滑垂直，大幅減少了熱損傷和加工瑕疵，為行業帶來了一種革命性的解決方案。

一、水導激光技術原理

水導激光技術最早起源于瑞士，被應用于鐘表加工。其工作原理可以分為以下幾個步驟：首先，高壓水通過噴嘴形成高速微射流；接著，激光透過玻璃窗聚焦在噴孔內，與水射流耦合；隨后，激光能量通過水射流“水光纖”的導引作用，形成高能量密度的激光微射流；最終，激光微射流與材料表面相互作用，材料因受熱消融被水流帶走，從而實現高效、精確的加工。

水導激光原理

水導激光過程

在微射流的參與下，水導激光也具備了和傳統加工方式（如普通激光加工）有明顯區別的特征，如：

①加工深度無需調焦：水導激光無需調整焦點，加工深度可達60mm。

②切割面垂直無錐度：水射流的圓柱體結構能有效傳導激光，使得切割面垂直且無錐度。

③硬脆材料加工無崩邊：水射流的持續冷卻作用顯著減少脆性材料的崩裂問題。

④無熱影響和掛渣：微射流可有效去除加工碎屑，加工區域幾乎無熱變形及熱應力。

⑤切面粗糙度低：微射流能量均勻分布，避免傳統激光焦斑能量分布不均導致的燒蝕現象。

⑥切割損耗低：縫寬低至0.05mm，適合切割昂貴材料。

利用水導激光技術切割的碳化硅陶瓷

二、水導激光切割適用范圍

粉體圈于11月19日拜訪了東莞市科詩特技術有限公司，這是一家專注于水導激光加工技術研發及設備銷售的企業。通過與科詩特團隊的深入交流，我們也進一步了解到這一技術在硬脆材料加工中的應用優勢以及其典型案例，為接下來的分享提供了更具可信度的專業視角。

拜訪合照

①先進陶瓷加工

根據科詩特技術人員介紹，目前大部分陶瓷材料均可用水導激光加工，包括碳化物陶瓷（SiC、B₄C、WC、MoC、TiC）、氮化物陶瓷（Si₃N₄、BN、AlN）、氧化物陶瓷（Al₂O₃、ZrO₂、Ga₂O₃）、硼化物陶瓷（ZrB₂、LaB₆、TiB₂）。

碳化硅零部件

材料時表現出顯著優勢——如為氧化鋯陶瓷打孔時，最小孔徑可達0.3mm；切割碳化硅件時最薄邊距達0.15mm，切面粗糙約低至0.8um；碳化硼零部件取芯長達60mm等。總之，水導激光技術能有效解決碳化硅、氮化硅、碳化硼、氧化鋯等先進陶瓷直角、異形、超薄件傳統加工方法無法加工等難題。

②半導體材料加工

在對晶硅、藍寶石、碳化硅晶片、CVD金剛石等半導體材料進行晶錠滾圓/取芯、晶片改小、晶片異形加工等操作時，水導激光憑借無熱影響區、無微裂紋和切割面平整度高的特點，能夠滿足高端芯片和光電器件制造的嚴格要求。加工 厚度范圍為0.05-25mm，不僅可取芯、切邊、切口、異形加工一機多用，而且邊料完整，切面粗糙度僅為1um左右。

③硬質金屬加工

水導激光在加工硬質金屬如鎢鋼、鉬金屬等領域展現出強大能力。這些金屬因硬度高且耐熱性強，傳統加工方法效率低且易損傷工具，而水導激光切割不僅減少了工具磨損，還通過冷卻作用避免了熱變形，尤其適合精密零部件的制造。

總結

總之，水導激光技術不僅是制造領域的革新者，更是推動未來工業應用的重要力量。在此，粉體圈與科詩特誠摯邀請各界行業伙伴攜手探索更多潛在應用，共同開創技術新局面。如果您對相關產品感興趣，歡迎通過粉體圈客服（許文杰 18023001043）獲取更多信息，與科詩特團隊直接交流。

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