對通過飛秒脈沖激光加工工藝生產(chǎn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸套進(jìn)行的織構(gòu)形狀評估

S neox光學(xué)輪廓儀對于了解激光毛化工藝如何增強(qiáng)缸套部分的功能性能至關(guān)重要。

激光加工工藝通過進(jìn)行毛化，產(chǎn)生表面摩擦、觸覺行為、潤濕特性等強(qiáng)化功能性能來開發(fā)設(shè)計(jì)表面。在皮秒和飛秒?yún)^(qū)域中使用超短脈沖持續(xù)時(shí)間的激光加工讓表面毛化具有高度精致的微幾何形狀、邊緣和效果。5軸激光加工使三維部件的無縫毛化能夠具有復(fù)雜的輪廓。

SensofarS neox 3D光學(xué)輪廓儀已成為MTC表面織構(gòu)開發(fā)的一個(gè)組成部分。在與一家汽車公司進(jìn)行的合作實(shí)驗(yàn)研究中（該研究為歐洲資助的Prometheus項(xiàng)目的一部分），在MTC開發(fā)了表面織構(gòu)，并使用飛秒激光系統(tǒng)將其應(yīng)用到汽車內(nèi)燃機(jī)缸套部分的曲面上。圖1為激光毛化缸套部分和使用3D輪廓儀描繪的織構(gòu)示例。

圖1：汽車缸套部分，顯示激光毛化和對毛化表面捕捉的3D輪廓

                                                       Sensofar的集成共聚焦顯微鏡和Z軸調(diào)節(jié)功能，可實(shí)現(xiàn)對整個(gè)2D形貌圖層進(jìn)行捕捉（圖2）。

圖 2：汽車缸套部分激光加工織構(gòu)的形貌捕捉和顯微照片

然后使用SensoMAP軟件，可以使用圖3所示的捕獲序列來分析織構(gòu)。首先，從形貌圖層中提取織構(gòu)特征的輪廓曲線（圖3a ）；可用于確定織構(gòu)形狀的臨界尺寸，例如凹槽寬度和深度。臺(tái)階高度分析工具（圖3b）和距離測量函數(shù)（圖3c）都可用于識(shí)別此關(guān)鍵數(shù)據(jù)，從而能夠分析未毛化表面和織構(gòu)形狀之間的轉(zhuǎn)變，這對于指示激光毛化表面的摩擦性能至關(guān)重要。雖然距離測量給出了曲面上2個(gè)點(diǎn)的尺寸，根據(jù)用戶的手動(dòng)設(shè)置，臺(tái)階高度可提供平均高度差，從而對激光毛化工藝的深度變化進(jìn)行更加準(zhǔn)確的評估。

圖3.用于激光表面毛化輪廓和分析的SensoMAP工藝步驟：(a)提取的輪廓曲線，(b)臺(tái)階高度分析，以及(c)距離測量。

在與一家汽車公司的此項(xiàng)研究中，S neox光學(xué)輪廓儀對于了解激光毛化工藝如何增強(qiáng)缸套部分的功能性能至關(guān)重要。具體為，共聚焦已被證明是S neox三款產(chǎn)品中表現(xiàn)最佳的技術(shù)。憑借分析軟件的功能，我們還評估了激光毛化表面的摩擦性能。

使用Sensofar和支持軟件，我們可以快速評估織構(gòu)設(shè)計(jì)，并開發(fā)我們的激光毛化工藝，為客戶提供結(jié)果。