实现快速精细钻孔，工业级皮秒激光器加工陶瓷喷墨打印头

喷墨打印是将彩色液体油墨经喷嘴变成细小微粒喷到印纸上，是当前主流的数字印刷技术之一。整套喷墨打印设备的核心零部件是喷墨打印头，价值占比可达70%。为实现更细腻、更美观的喷涂效果，打印头喷孔的直径非常小，仅为几微米到数十微米，且数量在个位数到数十个不等。

喷墨打印头常以有机薄膜或者不锈钢薄片、铜片等材质作为喷嘴板。然而这些材料作为喷嘴板存在一定缺陷，尤其是有机薄膜材质，在高压高速的打印环境中，容易磨损，属于易损耗的物件。目前常采用氧化锆陶瓷材料作为代替，以提高打印头的耐磨性和耐腐蚀性。

因此，就需要在陶瓷材料上进行精细微打孔。传统的微孔加工有高速机械钻孔、电火花加工、电解加工，超声波加工等。机械高速钻孔对刀具要求十分严苛，加上陶瓷材料的硬脆性，机械加工往往无法得到高质量、高效率的孔洞，其他方式则存在效率低，经济效益不佳、加工种类有所限制等不足。

具有非接触式加工、热影响区小，效率高等特点的激光加工成为陶瓷精细微钻孔的不错选择。纳飞光电设计的工业级皮秒激光器以其超短脉宽、高重复频率、高功率、高脉冲能量，可以实现对陶瓷材料的高精度、高效率微钻孔加工。

研究者大量实验表明，脉冲激光作用于材料时，脉宽越小，产生的热量越少。纳飞光电皮秒激光器脉宽仅为10ps左右，超短的脉宽使得作用时间小于热扩散时间，高能激光束直接破坏原子之间的化学键而使材料直接升华，近乎无热影响区，对于陶瓷的硬脆特性，保护材料不受热影响而产生崩裂；宽泛重复频率，让加工更加灵活，选择兆赫兹级的高重复频率有利于提高加工效率；

优异的光束质量（M2＜1.3）经聚焦后产生的光斑直径为微米级，脉冲能量高达微焦级（300uj），非常高的能量密度可以瞬时去除材料，从而获得孔壁光滑、不挂渣的微孔（孔洞直径根据用户需求灵活定制）。对于特定要求的喷孔，还可以通过辅助平台，在喷嘴板上得到一定锥度，入口形状合适，且指定位置的喷嘴孔，大大提高了加工效率。