연료 분사 시스템의 성능은 지구 환경 규제의 강화와 내부 연소 엔진 효율성의 개선으로 인해 자동차 산업에서 핵심 경쟁 영역이되었습니다. 엔진 연료 분사 시스템의 핵심 구성 요소로서, 인젝터 노즐의 처리 정확도는 연료 분무 효과, 연소 효율 및 오염 물질 방출 수준을 직접 결정합니다. 전통적인 가공 기술은 필요한 수준의 정밀도를 달성 할 수 없습니다. 펨토초 레이저 처리는 인젝터 노즐 조리개의 정확한 제어를 실현할 수 있으며, 이는 엔진 효율에 큰 영향을 미칩니다.
연료 인젝터 미세 다공성 가공 통증 지점?
직접 인젝터 (GDI) 노즐의 오리피스로부터 고속으로 휘발유를 배출 할 때, "액체 주입 → 액적 단편화 → 분무 및 증발"의 3 상 변환 과정을 겪고 결국 실린더의 공기와 혼합되어 가연성 혼합물을 형성합니다. 이 과정에서, 노즐 구멍의 3 차원 기하학적 정확도와 내벽의 부드러움은 연료 분사의 분포 품질 및 분포 균일 성을 직접 결정합니다.
인젝터 노즐 구멍 처리가 버의 가장자리, 잔류 불순물을 갖는 구멍 벽, 고속 연료 주입은 불균일 한 힘, 다양한 크기의 액 적의 형성에 기인 할 것입니다. 이들 완전히 원조화되지 않은 "오일 비드"는 엔진 실린더 벽에 부착 될 것이며, 부품의 연소에 참여하지 않았으며, 오염 물질이 배출되어 탄화수소 지표를 초과하여 배기 가스 테스트를 초과하여 탄소 침전물을 더 많이 얻기 위해서는 생명과 성능에 영향을 미칩니다.
전통적인 프로세스의 한계
- 전기 방전 가공 (EDM)
구멍 크기 제한 : 마이크로 홀을 처리하기가 어렵습니다<145μm stably, which cannot meet the demand of new generation fuel injection system.
비 효율성 : 단일 홀 및 전극 손실의 긴 가공 시간은 툴링 비용을 크게 증가시킵니다.
- 기존 레이저 처리
열 손상 문제 : 나노 초/마이크로 초 레이저 광선은 재료가 녹고 재조정되어 버를 형성하고 층을 재발하고 원자 화 균일 성에 영향을 미칩니다.
후 처리 종속성 : 구멍 벽의 품질을 복구하기 위해 추가 연삭 프로세스가 필요하여 프로세스의 복잡성을 증가시킵니다.
- 하이브리드 프로세스
"레이저 사전 드릴링 + EDM 마감"의 하이브리드 프로세스는 처리 시간을 70% 줄이고 열 영향 구역을 개선 할 수 있지만 여전히 다중 프로세스 조정이 필요하며 홀 정렬 정확도 및 장비 호환성과 같은 문제에 직면합니다.
펨토초 레이저 처리의 핵심 장점
펨토초 레이저는 무엇입니까? 일반적인 레이저와 비교하여 펨토초 레이저는 초 고트 펄스를 사용합니다 (맥박 너비<100 fs) with ultra-high peak power to induce multi-photon absorption, avalanche ionization, and other non-linear effects on the surface or inside the material to achieve "cold machining" - with a very small heat-affected zone (<1μm), avoiding cracks, re-cracking, and the need to remove the heat-affected zone from the material. m), avoiding cracks, recast layers and other defects.
맞춤형 구멍 모양 : 포지티브 테이퍼, 테이퍼 없음, 거꾸로 테이퍼
정밀 엔지니어링 유체 전달 장치로서, 홀 테이퍼는 속도 및 반응 효율을 포함하여 흐름 특성에서 중요한 역할을한다. 전통적인 기술은 역전 된 테이퍼 오리피스를 실현하기가 어렵게하는 처리 원칙에 따라 제한되어 실제 제트 성능과 설계 매개 변수 사이의 편차를 초래합니다.
흑백 기술의 펨토초 레이저는 테이퍼 제어 가능한 기술이 장착되어 있으며, 빔 발생 각도 및 공간 성형의 조정을 통해 0 ~ 1.15도의 맞춤형 조리개 테이퍼 각도를 실현하며, 3 차원 구조의 정밀 구조를 실현할 수 있습니다. 구멍 사이의 둥근 성, 테이퍼, 깊이 및 일관성은 원자 화 효과를 향상시키는 데 도움이됩니다.
상대적 태도의 동적 제어에 기초한 제어 된 테이퍼 된 마이크로 홀의 펨토초 레이저 처리 "Xiaomao Sun et al., Optics & Laser Technology Volume 170 (2024.3)
프로세스 단순화 : 다단계에서 1 단계 성형까지
흑백 기술은 물질 특성을 기반으로 펨토초 레이저 에너지 및 펄스 주파수의 매개 변수와 일치하며,이를 비전 포지셔닝 시스템과 결합하여 미묘한 정렬 정확도를 달성합니다. 5- 축 플랫폼을 통해 레이저 빔의 멀티 앵글 초점을 실현하기 위해 복잡한 마이크로 홀 구조 (테이퍼 구멍, 3D 기울어 진 구멍)는 1 단계로 처리되며, 2 차 트리밍 필요없이 마이크로 홀 (1 μm보다 적은 표면 거칠기 Ra)의 가장자리로 처리됩니다. 구멍 직경은 일반적으로 100 미크론 ~ 수백 미크론이고, 두께는 최대 2 밀리미터이고, 구멍 직경 대 깊이 비율은 10 : 1보다 작습니다.
연구 및 시장에 따르면, 글로벌 인젝터 노즐 시장의 가치는 2024 년에 73 억 달러에 달했으며 2030 년까지 98 억 달러에이를 것으로 예상되며, 2024 년에서 2030 년까지 5%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 세계 최대 자동차 제조 국가로서 관련 부품에 대한 수요는 높은 속도로 성장할 것으로 예상됩니다. 자체 개발 된 펨토초 레이저 마이크로-나노 가공 솔루션을 통해 흑백 기술은 액체 분무 및 스프레이 시스템에 효율적이고 정확하게 구멍을 뚫을 수 있으며 전 세계 제조 산업의 업그레이드를위한 중국의 고급 제조 솔루션을 제공하기 위해 노력하고 있습니다.
