对通过飞秒脉冲激光加工工艺生产的汽车发动机缸套进行的织构形状评估

S neox光学轮廓仪对于了解激光毛化工艺如何增强缸套部分的功能性能至关重要。

激光加工工艺通过进行毛化，产生表面摩擦、触觉行为、润湿特性等强化功能性能来开发设计表面。在皮秒和飞秒区域中使用超短脉冲持续时间的激光加工让表面毛化具有高度精致的微几何形状、边缘和效果。5轴激光加工使三维部件的无缝毛化能够具有复杂的轮廓。

SensofarS neox 3D光学轮廓仪已成为MTC表面织构开发的一个组成部分。在与一家汽车公司进行的合作实验研究中（该研究为欧洲资助的Prometheus项目的一部分），在MTC开发了表面织构，并使用飞秒激光系统将其应用到汽车内燃机缸套部分的曲面上。图1为激光毛化缸套部分和使用3D轮廓仪描绘的织构示例。 

图1：汽车缸套部分，显示激光毛化和对毛化表面捕捉的3D轮廓

Sensofar的集成共聚焦显微镜和Z轴调节功能，可实现对整个2D形貌图层进行捕捉（图2）。  

图 2：汽车缸套部分激光加工织构的形貌捕捉和显微照片

然后使用SensoMAP软件，可以使用图3所示的捕获序列来分析织构。首先，从形貌图层中提取织构特征的轮廓曲线（图3a ）；可用于确定织构形状的临界尺寸，例如凹槽宽度和深度。台阶高度分析工具（图3b）和距离测量函数（图3c）都可用于识别此关键数据，从而能够分析未毛化表面和织构形状之间的转变，这对于指示激光毛化表面的摩擦性能至关重要。虽然距离测量给出了曲面上2个点的尺寸，根据用户的手动设置，台阶高度可提供平均高度差，从而对激光毛化工艺的深度变化进行更加准确的评估。  

图3.用于激光表面毛化轮廓和分析的SensoMAP工艺步骤：(a)提取的轮廓曲线，(b)台阶高度分析，以及(c)距离测量。

在与一家汽车公司的此项研究中，S neox光学轮廓仪对于了解激光毛化工艺如何增强缸套部分的功能性能至关重要。具体为，共聚焦已被证明是S neox三款产品中表现Z佳的技术。凭借分析软件的功能，我们还评估了激光毛化表面的摩擦性能。