펨토초 레이저 평면 나선형 천공 전략은 유연성, 정밀도 및 공정 효율성 측면에서 많은 장점을 가지고 있어 특정 모델의 우주항공 엔진 연료 분사 노즐 직통공의 가공 정밀도 요구를 충족할 수 있습니다. 따라서 본 연구에서는 펨토초 레이저 평면 나선형 천공 방식을 채택하여 레이저 출력, 단층 이송량, 단층 스캔 시간, 디포커스량 및 펄스 반복률 간의 상호 작용 및 천공 품질에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였습니다. 결과는 디포커스량이 입구 구경에 가장 큰 영향을 미치며, 출구 구경과 테이퍼에 큰 영향을 미치는 매개변수는 출력과 이송량이며, 가공 효율에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수는 출력임을 보여줍니다. 위의 영향 규칙에 따라 조정한 결과, 두께 1.5mm의 GH3044 판재에 직경 390μm의 통공을 성공적으로 제작하였으며, 출구와 입구 구경 오차는 0.6μm 미만, 테이퍼는 0.5° 미만이었습니다. 다양한 매개변수에서 미세공 내벽 거칠기 변화 규칙을 통계적으로 분석하고 이를 바탕으로 매개변수를 조정하여 공정 요구사항을 충족하는 Sa 0.6μm까지 구멍 벽 거칠기를 효과적으로 감소시켰습니다. 구멍 벽 형태 분석 결과, 천공 품질이 우수하며 레이저 펄스 반복 빈도가 증가함에 따라 구멍 벽 근처 조직이 점차 거칠어지지만 명확한 재용융층이나 열영향구역은 없어 고정밀 미세공의 상대적 “냉가공”이 가능함을 확인하였습니다. 본 연구는 이후 고분무 효과를 추구하는 특수형 구멍 제작에 이론적 근거를 제공합니다.

레이저 기술; 펨토초 레이저; 니켈계 고온합금; 미세공; 가공 품질