（此文發(fā)表在《激光制造商情》7月刊（140期）G4版。 文稿：大艾激光）
金剛石因其極高的硬度、極高的導(dǎo)熱性能、極高的電阻率以及極寬的光譜透過范圍等多方面優(yōu)異的材料性能，在工業(yè)、裝飾及下一代半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用前景廣闊，是戰(zhàn)略性高科技材料。金剛石曾經(jīng)是最牛的刀，如今更是新一代半導(dǎo)體材料、激光晶體材料及傳感材料！
我國(guó)是人造金剛石材料的生產(chǎn)大國(guó)，截至2020年底中國(guó)的培育鉆石市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到350萬克拉左右，約占全球總產(chǎn)量的50%。而相對(duì)于天然鉆石，培育鉆石的價(jià)格僅為天然鉆石的20%，由于性價(jià)比更高，為培育鉆石后期開發(fā)應(yīng)用提供了更多機(jī)會(huì)及更大的可能性。培育鉆石已經(jīng)開始替代天然鉆石，呈現(xiàn)良好的市場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭。
激光精密加工技術(shù)為當(dāng)前金剛石及硬脆性材料加工的優(yōu)選
在金剛石及硬脆性材料后期產(chǎn)品成形中，傳統(tǒng)加工方式已無法加工或者無法達(dá)到所要求的高精度和高分辨率。正是激光“三性”:能量之時(shí)空幅頻精密可控性、加工材料的普適性以及能量成本之持續(xù)下降等特性，激光精密加工技術(shù)目前已經(jīng)成為金剛石及硬脆性材料加工的優(yōu)先選擇。
然而目前國(guó)內(nèi)在金剛石及硬脆性材料激光精密加工領(lǐng)域，設(shè)備主要依賴進(jìn)口，特別是高端超硬成型刀具的激光刃磨機(jī)更是幾乎全部被西方國(guó)家壟斷。因此加工速度快、切割質(zhì)量高以及運(yùn)行穩(wěn)定的國(guó)產(chǎn)激光精密加工裝備受到了國(guó)內(nèi)各家人造金剛石和硬脆性材料生產(chǎn)、應(yīng)用廠家的廣泛期待。
激光加工金剛石及硬脆性材料的原理
激光加工是用激光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械加工，具有精度高、切割速度快、不局限于切割圖案形狀、加工成本低等特點(diǎn)。激光束通過聚焦鏡頭聚焦后照射到工件表面，利用激光的高能量密度使工件被聚焦光斑照射的區(qū)域瞬間氣化或熔化，同時(shí)利用輔助吹氣將熔渣粉末吹掉，可形成光滑的切縫。由于在工作中加工頭無需與被加工材料直接接觸，因此不易對(duì)工件表面造成劃傷，一般無需后續(xù)加工。
圖1 金剛石激光精密切割機(jī) 圖2 五軸聯(lián)動(dòng)激光刃磨機(jī)
大艾激光推出激光精密加工金剛石及硬脆性材料系列裝備
寧波大艾激光科技有限公司（簡(jiǎn)稱“大艾激光”）依托中科院技術(shù)支持并與之開展合作，重點(diǎn)聚焦于智能化激光精密加工設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，以及激光加工工藝開發(fā)與服務(wù)，旨在為難加工材料的加工及高端零部件制造提供最優(yōu)解決方案。大艾激光先后突破了國(guó)產(chǎn)化五軸聯(lián)動(dòng)激光精密加工技術(shù)、復(fù)雜異型三維去除加工技術(shù)以及原位測(cè)量與矯正技術(shù)，經(jīng)過多年對(duì)金剛石及硬脆性材料等的激光加工裝備和加工技術(shù)工藝研究，成功研發(fā)出金剛石及硬脆性材料專用特種光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的金剛石及硬脆性材料激光精密加工裝備（DLC-P20A/DLC-P20B）的量產(chǎn)以及五軸激光刃磨機(jī)的定型生產(chǎn)。
該公司系列產(chǎn)品（附圖1、圖2、圖3）已于2020年初完成定型生產(chǎn)，可從三軸拓展到四軸、五軸，具有很強(qiáng)的實(shí)用性（如CVD切割分片、硬脆性材料精密成型及高端PCD刀具加工等）和操作便利性。該系列產(chǎn)品性價(jià)比卓越，具備加工速度快（如CVD切割分片單側(cè)切深在6.5mm，切口縫寬為0.183-0.187mm時(shí)，加工時(shí)間為9分40秒）、加工質(zhì)量好（切面平滑，粗糙度低，錐度小）、設(shè)備體積小、模塊化設(shè)計(jì)、可拓展性強(qiáng)以及可定制化研制等特點(diǎn)，贏得了客戶的廣泛認(rèn)可，目前已成為國(guó)內(nèi)金剛石及眾多硬脆性材料加工的引領(lǐng)性產(chǎn)品。
圖3 加工樣件（CVD、陶瓷及PCD刀具）