寧波材料所在復雜異型孔的激光加工方面取得進展

　　 激光加工作為一種非接觸式的加工方式，具有快速、靈活、能量精密可控及對難加工材料的廣適性等特點，在多層復合結構的精密低損傷加工上具有獨特的優勢。但要利用激光在外形曲面、內腔復雜的結構上加工出高精度復雜異型孔而又不傷及內腔背壁，面臨著很多的技術挑戰，包括：（1）單臺激光器一次裝卡穿越合金/TBC復合結構，實現多類材料單一工況的升華式加工；（2）大傾角(20-60度)、大深度（2-6毫米）、三維可控、精密低損傷加工；（3）復雜葉片的空間在線定位與校正等。

　　中國科學院寧波材料技術與工程研究所所屬先進制造技術研究所激光與智能能量場制造團隊自2012年起，啟動了高速皮秒/納秒激光微細加工項目，針對復雜異型孔激光加工工藝進行了深入的研究和大量的實驗，近期取得新進展。

　　團隊建立了異型冷卻孔3D模型，進行了直圓孔、經典的前傾和/或側傾異型孔、復雜異型孔等多種不同孔型射流氣膜冷卻性能仿真研究。仿真結果顯示優化后的復雜異型孔相對直圓孔優勢非常明顯，冷卻效率提高一倍，保護面積擴大10倍以上。

　　團隊建立起從CAD設計到CAM路徑生產的能力，以及建立起單孔及群孔的流體及熱力學分析平臺，可以對真實工況下的氣膜冷卻進行溫度分布、冷卻效率的詳細分析和優化。如此，團隊具備了各種異型孔的設計優化能力，初步打通了異型孔設計、優化、加工技術的全鏈條。

　　由于在熱敏感材料如高溫單晶合金上使用空氣中激光加工異型孔的工藝，會產生重鑄層和熱影響區，難以滿足在某些苛刻環境下的要求，目前團隊正在攻克無熱影響的水助激光加工異型孔的工藝難題，且取得了初步成果。

　　上述工作得到了中科院科研裝備研制項目的支持。