用于對通過飛秒脈沖激光加工工藝生產的汽車發動機缸套進行的織構形狀評估

       激光加工工藝通過進行毛化，產生表面摩擦、觸覺行為、潤濕特性等強化功能性能來開發設計表面。在皮秒和飛秒區域中使用超短脈沖持續時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雜的輪廓。

SensofarS neox 3D光學輪廓儀已成為MTC表面織構開發的一個組成部分。在與一家汽車公司進行的合作實驗研究中（該研究為歐洲資助的Prometheus項目的一部分），在MTC開發了表面織構，并使用飛秒激光系統將其應用到汽車內燃機缸套部分的曲面上。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軸調節功能，可實現對整個2D形貌圖層進行捕捉（圖2）。  

圖 2：汽車缸套部分激光加工織構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。首先，從形貌圖層中提取織構特征的輪廓曲線（圖3a ）；可用于確定織構形狀的臨界尺寸，例如凹槽寬度和深度。臺階高度分析工具（圖3b）和距離測量函數（圖3c）都可用于識別此關鍵數據，從而能夠分析未毛化表面和織構形狀之間的轉變，這對于指示激光毛化表面的摩擦性能至關重要。雖然距離測量給出了曲面上2個點的尺寸，根據用戶的手動設置，臺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行更加準確的評估。  

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)臺階高度分析，以及(c)距離測量。

       在與一家汽車公司的此項研究中，S neox光學輪廓儀對于了解激光毛化工藝如何增強缸套部分的功能性能至關重要。具體為，共聚焦已被證明是S neox三款產品中表現最佳的技術。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設計，并開發我們的激光毛化工藝，為客戶提供結果。