?这是金属加工（mwpub）发布的第篇文章

编者按

说起制造火箭的工具，我们往往会想起庞大的数控车床、复杂的机械臂、繁杂的各类铰刀、电钻、焊机等等。火箭总装厂作为我国唯一的低温氢氧发动机制造基地却有一手“绝活”，在生产长三甲系列火箭的发动机动环，以及生产长五、长七系列火箭的型号孔板时，用到了一种“微小”的工具，小到可以进入人的眼眸——飞秒激光。

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你知道人的瞳孔大小吗？

在一般情况下，成年人的瞳孔直径大小约为2.5~4毫米，只比绣花针略大一些。

中间最黑的部分就是瞳孔02

孔←你的瞳孔大约就这么大

正因为这个微不足道小孔存在，你才能看清这片蔚蓝的天空、苍翠的大地、深爱的家人和我写下的这篇文章。这极为微小的孔后边的晶状体变厚，成像就会模糊，这就是近视形成的原因。那么有什么办法能穿过瞳孔打磨晶状体呢？答案就是飞秒激光。它可以在一飞秒（一千万亿分之一秒）内释放出一百亿瓦的脉冲，瞬时功率比全世界总发电量的功率还要高，它能安全地切削角膜瓣，精准矫正其厚度，矫正人的视力。飞秒激光手术安全、精准、高效地切削——听起来像是航天人需要的技术。比起瞳孔，还有更大的舞台等着航天人，飞秒激光！03

更"小"的大舞台

众所周知，发动机是为火箭提供动力的重要部件。而发动机内部的涡轮泵就像心脏为人体泵血一样，通过转子每秒几万转的频率为发动机源源不断地供能——这里，就是飞秒激光发挥“功力”的新舞台，这个舞台大到足以助推火箭，却又“小”得看不见。每当转子高速运转时，液氢液氧就会流过导流槽、动压槽，泵轴工作时产生的动压力使得密封面位置形成稳定的、刚度极好的流体动压液膜，这层神奇的隐形“防护罩”能够为转子降温、达到涡轮泵动密封的目的。这一切过程就是在涡轮泵的动环上发生的，而动环的导流槽和动压槽就是这一过程的重中之重。你知道发动机动环上导流槽的深浅吗？0.毫米，这是一个什么概念？相当于二十五分之一个瞳孔、二十分之一个针尖、两根头发的直径。04

孔←直径是它的二十五分之一

这已经不是穿过瞳孔那么简单了，与这样狭小的空间相比，瞳孔简直宽敞得像一座广场！而飞秒激光就像是一粒跃动的萤火，在几个2~3微米大小的空间内舞动、跳跃、爆发，完成加工。视频资料，建议WiFi观看看到那跳跃的光点了吗？那就是飞秒激光在这个微观的大舞台中，飞秒激光化作航天人手中的“神兵”，在它的加持下，动环产品的一致性大幅度提高，产品加工合格率由过去的30%到50%提升至95%以上，加工效率更是提升到8倍以上。05

雕出一个完美的“〇”

飞秒激光是如此的好用，仅仅拘泥在发动机上显然是一种“屈才”。火箭总装厂的员工们把目光聚焦在了孔板类零件的加工上。长五、长七等型号火箭的孔板类零件存在0.08到.2毫米的通孔，它们主要起到调节流量等的作用。这些孔径精度要求高，公差带一般为0.0到0.03毫米，这些微小孔的加工精度直接影响输送系统流量等调节精度。那么，什么样的微小孔才算是精度合格的呢？让我们前往肉眼难以观测的“微观世界”，先来看一看“不合格”的小孔是什么样的吧这是用传统的长脉冲激光加工得到的通孔，如你所见，尽管它很微小，但是这麻麻赖赖、一点也不圆润的边缘很不美丽——事实上，这些高温熔化材料产生的毛刺状边缘，就是产生误差的隐患。这些微小孔之前主要采用微细电火花加工，加工中需进行在线反拷电极、电火花加工、清洗、检测等工序，加工孔的精度取决于反拷电极的精度。在线反拷电极时间长，一致性差。打个朴素的比方，就好比在金属板的下方架上篝火，我们可以控制火的灼烤范围，但是控制不了金属板的受热，受热不均就会出现水滴状等不规则形状——在线反拷电极加工就是如此，一旦出现问题，就需要反复修磨电极，导致整个孔加工周期长，难以满足生产进度需求。不加热要怎么去除金属，打出孔来呢？一直以来，这个问题困扰着我们。经过工艺研发中心技术员们无数个日夜的试验，他们给出的答案就是飞秒激光加工，由于每次激光脉冲爆发的时间实在是太短了（一千万亿分之一秒），用极高功率密度在极短时间内直接斩断材料的分子键，甚至根本来不及产生热量，切削就已经完成了——说得夸张些，就像是趁材料不注意，在它身上打了个洞。这种停止时间般的加工意味着任何材料都能接受，是真正的“冷”加工。来看看这“○”的横切面，光滑得像一枚戒指，简直就是艺术！火箭总装厂从年研究飞秒激光加工技术，经3年多技术攻关及产品应用考核，已将飞秒激光加工技术成功应用于长三甲系列火箭氢氧发动机的动环精密刻蚀，实现了00余件动环产品的00%合格交付，大幅提升了动环加工质量与加工效率。引进的超快激光加工设备已于年2月完成公司内验收，已具备正式产品生产能力。这说明飞秒激光技术已经可以广泛运用到长征系列运载火箭中。可以说，飞秒激光已经从眼科医生的手术台走向了航天产品的高精尖加工舞台，它不但将作为医生的光子手术刀，也将作为航天人炫酷的光子刻刀，造福人类社会！推荐视频

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