氮化硅陶瓷因高硬度、耐磨性強，被譽(yù)為航空航天與電子工業(yè)的“超級材料”，但其脆性大、加工效率低、表面易損傷的痛點(diǎn)長(cháng)期困擾制造業(yè)。如今，上海理工大學(xué)聯(lián)合華日激光，通過(guò)激光誘導微溝槽輔助磨削技術(shù)，實(shí)現磨削效率提升300%、表面粗糙度改善16%的突破性進(jìn)展！其核心裝備正是華日明星產(chǎn)品——Poplar納秒激光器。
一、技術(shù)突破：激光輔助磨削如何改寫(xiě)加工規則？
研究團隊采用 華日Poplar 355nm納秒激光器，在氮化硅陶瓷表面精準加工環(huán)形、棋盤(pán)、圓弧三種微溝槽圖案（槽寬74.7μm，深157.1μm），并對比磨削效果：
- 磨削力銳減：環(huán)形溝槽工件在40μm深度下的磨削力，僅相當于傳統10μm深度的磨削力，法向力最大降幅達28.2%！
- 表面質(zhì)量飛躍：激光輔助后表面粗糙度（Ra）平均降低16.09%，環(huán)形圖案工件Ra低至0.876μm（傳統加工為1.044μm），電鏡顯示表面無(wú)裂紋缺陷。
- 效率提升300%：相同磨削力下，加工深度從10μm提升至40μm，單次材料去除量翻4倍！
> 關(guān)鍵結論：環(huán)形微溝槽憑借最大燒蝕面積（37.76mm2）和最優(yōu)力傳遞方向，成為降低比磨削能（最低4.78×10? J/mm3）、提升表面精度的最佳方案。
二、華日Poplar激光器：精密微加工的“核心引擎”
| 波長(cháng) | 355nm紫外 | 高吸收率，適合陶瓷非金屬精密加工 |
| 單脈沖能量 | >125μJ@40kHz | 確保溝槽深度一致性 |
| 脈沖寬度 | 16±2 ns | 熱影響區極小，避免基材損傷 |
| 功率穩定性 | ≤3% RMS | 保障微溝槽形貌均勻 |
| 重復頻率 | 20-200kHz可調 | 適配不同掃描速度需求 |
設備硬實(shí)力：
- 精準控溫：22℃恒溫系統確保長(cháng)時(shí)間加工穩定性；
- 三維靈活調控：Z軸自動(dòng)對焦，XY平臺精密定位，實(shí)現復雜圖案設計；
- 工業(yè)級可靠性：>5W@50kHz輸出，滿(mǎn)足連續生產(chǎn)需求。
三、應用前景：從實(shí)驗室到工業(yè)產(chǎn)線(xiàn)
該技術(shù)已成功驗證于氮化硅陶瓷，未來(lái)可拓展至：
? 航空航天：渦輪葉片陶瓷熱障涂層高效加工
? 半導體：碳化硅基板、陶瓷封裝件精密刻蝕
? 醫療器械：人工關(guān)節陶瓷部件無(wú)損傷磨削