钨（W）是一种是一种非常坚硬的银灰色稀有金属，它是自然界熔点最高的金属（3422℃），能在核聚变装置的超高温环境中保持结构稳定；硬度仅次于碳，密度达 19.25g/cm³，兼具卓越的导热性与导电性，且在高温下仍能抵抗腐蚀与氧化。

这些特性让钨成为航空航天耐高温部件、半导体测试探针、医疗设备 X 射线准直器等关键领域的 “不可替代者”—— 但也正因其高硬度、高熔点的特质，对其进行高精度、无损伤的微细加工，始终是制造业的一大难题。

PART 01

加工钨有多难？

图片普通子弹难以损伤钨立方

在精密加工场景，使用传统机械加工（如钻、铣）时，会导致刀具剧烈磨损、崩刃甚至断裂，且易导致材料崩边、裂纹。电火花加工（EDM）依赖电极放电蚀除材料，但钨的高熔点会导致加工区残留微裂纹与重铸层，需额外抛光工序，且电极损耗率高，精度难以控制在 ±5μm 以内，效率低下。

面对这些挑战，飞秒激光其独特的机理，成为突破钨材料加工极限的最优解。

PART 02

飞秒激光精密加工

飞秒激光属于短脉冲激光，当极高的脉冲能量聚焦于钨材料表面时，其作用时间远短于材料内部热量传导的时间。材料在吸收能量后，几乎没有时间熔化，而是直接通过升华和气化的方式被“瞬间”去除。这一过程被称为“冷烧蚀”，它带来了以下无可比拟的优势：

无应力损伤: 非接触式加工，避免了机械力对薄壁、脆性材料造成的裂纹和形变。

无热影响区（HAZ）: 从根本上避免了热损伤、重铸层和金相变化，完美保持了钨材料原有的物理特性。

亚微米级精度: 聚焦光斑在 10 至 30 微米之间，配合闭环运动控制（定位精度 ±1μm），加工边缘粗糙度 Ra≤0.2μm，满足半导体级精密需求。

材料普适性: 对纯钨、钨钢、碳化钨等均能高效加工，不受材料成分与硬度限制。

PART 03

飞秒激光钨材料加工案例

1. 直通孔与群孔加工

适用于0.5mm 以下薄钨片，孔径范围10-250μm，出口、入口形貌一致，精度 ±1μm。孔边缘无重铸层、无碎屑沉积。群孔单孔加工速度 2-5 秒，满足燃料电池流场板、光学筛网等密集孔阵需求。

2、微纳方形孔加工

在0.2mm 厚钨片上实现无锥方形通孔，最小方孔尺寸达80μm，R角≤10μm。边缘粗糙度Ra≤0.2μm。解决准直器、传感器探头的异形结构加工难题。

3. 复杂切割：超窄线宽与异形轮廓

在钨片上切割异形轮廓，无裂纹、边缘光滑。可切割超窄线宽达6μm，可实现25μm无锥度狭缝，适用于光谱仪狭缝、航空阀片等高精度构件。

4. 表面处理：凹槽结构刻蚀

在钨钢辊轴表面刻蚀50μm 深 ×65μm 宽的密集线槽，无重铸层、无熔融物残留。助力刀具刀头、辊轴等部件的性能升级。

PART 04

为何选择单色科技飞秒激光解决方案？

单色科技深耕飞秒激光技术研究与应用，针对钨材料的特殊性，打造系统解决方案。

1、先进设备支撑

多款专用设备，搭载自主研发的超短脉冲激光器，可实现切割、钻孔、刻蚀一体成型，微米级精度控制。加工稳定性超行业平均水平，既能满足研发阶段的复杂打样需求，也能适配批量生产的高效运转。

2、深厚的工艺积累

 专业的工艺团队，配备配备 SEM（扫描电子显微镜）、白光干涉仪等精密检测设备，确保加工质量符合设计的严苛标准。

3、充分案例赋能

具备钨材料微纳加工充分案例，覆盖纯钨、钨合金、碳化钨等多元材质，以及微孔、狭缝、方形孔、表面纹理等各类结构。快速匹配最优参数组合（功率、扫描速度、脉冲频率等），提升研发与生产效率。

PART 05

结语

在精密制造领域，材料的极限往往决定了产品的上限。飞秒激光技术作为一种前沿加工工艺，正成为突破钨等高硬材料加工瓶颈的核心利器。

转自：单色科技

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