2023年苹果在iPhone 15 Pro系列中首次引入钛金属外框,2024年iPhone 16 Pro延续钛金属设计,2025年iPhone 17 Pro则转向7000系列铝合金一体式机身,重点强化整机散热能力。
材料路线虽有变化,但方向始终一致:**更轻、更强、更精密、更高效的热管理。**这也让皮秒、飞秒等超快激光精密加工技术受到越来越多关注。
钛合金强度高、重量轻、耐腐蚀,广泛应用于航空航天、消费电子及精密零部件制造,但也是典型的难加工材料,导热性能较低是其加工难度较高的重要原因之一。
机械切削时,热量不易快速扩散,容易集中在刀具和切削区域,加上钛合金强度高,易产生刀具磨损、黏附等问题。
若采用热影响较大的激光加工,则需关注热积累、熔渣、毛刺及热影响区。对于手机结构件这类精密零件而言,尺寸与边缘质量要求较高,对加工工艺提出了更严格的要求。
皮秒、飞秒激光统称为超快激光,最大特点是脉冲时间极短。
激光能量在极短时间内作用于材料表面,在热量大规模扩散之前完成材料去除,热影响区显著缩小,因此常被称为“冷加工”。
与常规激光相比,超快激光能够有效减少熔融、毛刺和热损伤,在微孔、微槽、精密轮廓加工中优势明显。
简单来说,常规激光加工中的热作用更加明显,而超快激光能够在热量大范围扩散之前完成能量沉积和材料去除,因此更容易获得较小的热影响区。
微槽与微孔加工:
精密结构件中存在大量微小功能槽和微孔,超快激光采用非接触加工,可灵活完成微米级特征加工,同时降低机械应力和热影响。
精密轮廓切割与修整:
可对复杂曲面、异形轮廓进行局部切割或修整,小热影响区有助于提高边缘质量和加工一致性。
摄像头装饰件及精密金属零件加工:
在微型金属结构件加工中,皮秒、飞秒激光的非接触加工优势更加明显。
“冷加工”指的是材料加工区域热影响较小,并不意味着激光器本身不发热。
皮秒、飞秒激光器内部的泵浦源、激光晶体及光学组件在运行中会持续产生热量。温度波动过大,可能影响激光输出功率、光束质量及长期加工一致性,最终反映在切口质量和产品良率上。
激光器负责“加工”,冷水机负责“稳”。
稳定的温控,是超快激光长期保持稳定输出的重要基础。
一套成熟的超快激光加工工艺,需要激光功率、脉冲频率、扫描速度、焦点位置等多个参数协同;而设备启动、功率切换及连续加工过程中,激光器热负载也在不断变化。
因此,稳定的超快激光精密加工系统,本质上是:
激光工艺参数 + 运动控制 + 光学系统 + 精密温控
多个环节共同配合的结果。
针对皮秒、飞秒、紫外激光器等对温度稳定性要求较高的应用,特域推出CWUP高精密激光冷水机。
高精度温控:
根据型号不同,温控稳定性可达±0.08℃至±0.1℃,降低水温波动对激光器的影响。
PID精密控制:
根据系统热负载动态调节制冷输出,维持水温稳定。
智能通讯:
部分型号支持RS-485 Modbus通讯,便于设备集成和运行状态监测。
多重安全保护:
根据型号配置水温、流量、水位等监测及报警功能。
特域深耕工业温控领域二十余年,2025年冷水机出货量超过23万台,产品服务全球100多个国家和地区。
从消费电子引入钛合金等高性能材料,到精密结构件不断向轻量化、高强度方向发展,背后是一场关于材料、加工精度与热管理能力的持续升级。
皮秒、飞秒激光通过超短脉冲减少热影响,为钛合金等难加工材料提供了新的精密加工方式;而稳定的温控系统,则为激光器长期稳定输出提供保障。
精密加工的背后,不只是光够不够快,更要看温度够不够稳。