激光加工在加工深度较小微小孔时具有极高的加工效率。但是,随着加工深度的增加,等离子体逸出效率急剧下降,影响激光能量的大深度传导效率,激光加工微小孔最大深度通常小于25mm。此外,激光加工大深度微小孔表面还存在再铸层、热影响等表面损伤。激光与管电极电解同步复合加工利用液核光纤工具电极将激光和高速电解液射流同步传导至加工区,利用激光加工,高效去除端面加工间隙中心区材料,同时利用管电极电解加工去除周边材料,去除激光加工的热损伤和加工锥度,实现高效率、高表面质量深孔加工。管电极电解加工中,液核光纤工具电极可深入工件材料内部。随着液核光纤工具电极的大深度进给,激光可同步介入工件材料内部,实现介入式大深度激光加工。高电解液内冲液方式可及时冲走加工区等离子体、微气泡、熔渣等加工产物,保持激光的大深度高效传导。激光与管电极电解同步复合加工技术在国际上率先实现了大深度介入式激光加工,并且,超大深径比微小孔的加工效率高出单纯管电极电解加工一倍以上,目前已经突破200毫米深高温合金及不锈钢材料的深小孔加工,深径比突破150:1,孔径能力0.5-2毫米,持续打破该领域国际工艺纪录。目前已经推出五轴联动加工机床,服务于燃气轮机及航空发动机的孔加工。
中科院宁波材料所激光团队为该技术的第一发明单位和激光与电解复合加工头的主要贡献单位;宁波大艾激光科技有限公司研发光学系统及加工质量评价;苏州电加工机床研究所有限公司承担了运动系统系统及控制系统的研发任务。