为了获得高精度、高光洁度和高质量的随形水路模具, 达到良好冷却效果。采用HANS M160选区激光熔化(SLM)设备对1.270 9模具钢粉末进行单因素试验法探究重复扫描次数、扫描偏置对成形质量的影响, 并对比添加激光轮廓参数后对成形质量的影响。结果表明, 当激光功率150 W、扫描速度1 150 mm/s、扫描间距50 μm、铺粉层厚为30 μm, 轮廓扫描次数为1次、扫描偏置为0 mm时, 此时的输入能量密度为86.96%, 可以获得硬度367 HV0.1, 侧面粗糙度5.69 μm, 致密度高达98.61%。经过试验验证, 添加激光轮廓参数能改善制件的成形质量。

采用不同功率的飞秒激光对单晶金刚石分别进行了单脉冲分离烧蚀实验和多脉冲累积烧蚀实验,计算得到了单晶金刚石材料的单脉冲烧蚀阈值和多脉冲累积烧蚀阈值,并研究了多脉冲作用下单晶金刚石烧蚀阈值的变化。结果表明:单晶金刚石的飞秒激光单脉冲烧蚀阈值为8.80 J/cm ²;随着有效脉冲数增加,烧蚀阈值逐渐减小;当有效脉冲数小于124时,烧蚀阈值随有效脉冲数的增加而急剧减小;当有效脉冲数增加到486后,烧蚀阈值减小的趋势趋于平缓。有效脉冲数486、激光平均功率10.7 W是最优的激光加工工艺参数。

针对单晶金刚石加工难的问题, 采用脉宽为250 fs的飞秒激光器, 开展了不同工艺参数下的单晶金刚石晶体飞秒激光烧蚀试验研究, 同时采用超景深显微镜检测单晶金刚石烧蚀的宽度、深度及表面质量, 研究了激光平均功率、光斑重叠率和扫描次数对单晶金刚石烧蚀深度、宽度及表面质量的影响。结果表明, 飞秒激光成型烧蚀加工单晶金刚石时, 当采用激光平均功率为11.1 W, 光斑重叠率为61.9%, 循环扫描次数为100次作为最佳工艺参数组合时, 能够获得具有较高表面质量的最大烧蚀效率, 通过激光分层成型烧蚀, 在单晶金刚石片上加工出大小、突出高度和排布方式可以精确控制的锥形阵列, 制造出无需结合剂的高品质端面金刚石砂轮。