本发明属于一种激光切割工艺，特别是设计了一种材料的激光分层扫描切割工艺。应用于包括sicf/sic复合材料在内的所有材料的激光加工，尤其是针对厚板和大深宽比结构的激光加工。
背景技术：
1、分层扫描是sicf/sic厚板激光切割和制孔的常用工艺，其挑战来源于不可控的加工过程导致的激光损伤、低效率以及表面锥度，并且在切割厚板和加工大深宽比结构上更为明显。激光分层扫描去除的过程是一个动态的过程，而激光每扫描一层下降距离（焦点增量）和实际烧蚀深度之间的差异性是使这一动态过程不可控的根本原因。研究人员围绕激光参数和扫描路径开展了大量的工作（这本质上是改变了实际烧蚀深度），但均未考虑焦点增量的影响。并且都会预先设定一个固定的值，这限制了实验结果和结论的普适性。关于切割表面的锥度问题，大部分研究将其归因于光束入射角度，但实践表明，这在厚板上这是不可行的。因此，现有的激光切割理论总体来讲是模糊的。对于激光切割来说，如何兼顾效率和质量、能够让动态的加工过程变得可控缺少一个明确的指导。
2、现有技术中，申请号为cn202410828733.8的发明公开了一种激光切割路径优化方法，缺点是：只是在激光扫描路径上进行优化，没有兼顾效率和质量，并且存在锥度问题。不适合加工厚板和大深宽比结构。
3、申请号为cn202410515987.4的发明公开了一种激光切割方法，缺点是：过程繁琐，难以兼顾效率和质量，并且加工表面存在锥度，不适用于加工厚板和大深宽比结构。
4、申请号为cn202311653657.3的发明公开了一种提高氮化铝切面质量的激光切割方法，缺点是：无法确定最佳焦点增量，不能兼顾效率和质量，并且切割表面存在锥度。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一个清晰的激光分层去除切割材料的技术路线，解决效率低、质量差和存在锥度的技术问题。
2、为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
3、一种激光切割材料板的方法，如图1，包含四个步骤：
4、s1：根据材料、加工设备和环境确定激光参数、扫描路径、保护气体，确定标准是在该条件下能完成材料的去除，在降低激光影响的前提下发挥设备最佳性能；
5、s2：确定最佳焦点增量：
6、根据s1中条件，设置多个焦点增量参数对切割性能进行对比，通过切割效率和切割表面质量为标准，切割效率最高且切割表面质量最佳时对应的焦点增量即最佳焦点增量；
7、其中，切割效率通过材料切断用时进行判断，用时最少即切割效率最佳；
8、切割表面质量通过表面形貌、表面粗糙度、表面元素分析进行判断，表面无重铸层、氧化物、粗糙度最低即最佳切割结果；
9、s3：确定最佳激光光束入射角度：
10、通过s2最佳焦点增量得到切割表面后，对激光入射角度进行调整，直至达到无锥度表面，其中锥度通过光学显微镜或轮廓仪对切割表面和材料上表面之间的夹角进行测量，当二者夹角为90°时为无锥度表面；
11、s4：使用上述确定的最佳激光参数、扫描路径、保护气体、最佳焦点增量、最佳激光光束入射角度，完成所述激光切割。
12、作为优选方式，步骤s1中扫描路径的扫描间距保证激光光斑的烧蚀区域覆盖整个加工区域；扫描宽度等于激光在振镜出光口光束直径。
13、作为优选方式，步骤s1中，在保护气体、激光功率的选取上，对比不同保护气体下激光加工表面的形貌，选择表面的氧化程度相对更低的作为保护气体；
14、对于不同的激光功率，在不引起激光加工表面氧化程度恶化的情况下，选择相对更大的激光功率，以提升材料的去除率；
15、激光扫描速度的选择：在不引起激光加工表面氧化程度恶化的情况下，选择相对更小的激光扫描速度，以提升材料的去除率；
16、激光能量密度lead满足如下公式：
17、laed=p/vdspot ………………………………（1）
18、lead为激光能量密度；p激光功率；v为激光扫描速度；dspot为激光光斑直径；
19、基于公式（1），激光功率越大和/或激光扫描速度越小，都会导致激光能量密度增大，从而提升材料去除率。
20、作为优选方式，直线切割时，步骤s1中，扫描路径采用单向多直线扫描模式。
21、作为优选方式，s2：如首先保证材料的切断，对效率和质量无要求的前提下，则焦点增量选择相对更小的焦点增量。
22、作为优选方式，s2中，对于焦点位置可变的激光加工系统，焦点增量是指激光每扫描一层焦点下降的距离。如果激光加工系统不能对焦点位置进行调整，那么焦点增量对应于工件的位移量。
23、作为优选方式，s2：切割效率通过切割过程的材料去除率mrr进行判断，材料去除率mrr=去除材料体积v/去除所用时间t。
24、作为优选方式，适用于任何厚度材料板的切割，更适用于厚度大于等于5mm的材料板。
25、作为优选方式，多直线扫描路径包括顺序扫描和隔行扫描。
26、作为优选方式，当用所述切割方法进行钻孔时，扫描路径为圆弧形路径。
27、本发明的有益效果为：本发明涉及激光加工领域，尤其是涉及到高质量、高效率和无锥度的激光切割方法。本发明采用分层去除，通过考虑激光每扫描一层焦点下降距离（焦点增量）和激光实际烧蚀深度的匹配性，达到材料的高效、高质量去除。在此基础上，通过调整激光光束入射角度实现切割表面的无锥度加工。本发明适用于所有材料的高效、高质量、无锥度切割，包括材料的切断、制盲孔、通孔。
1.一种激光切割材料板的方法，其特征在于包含四个步骤：
2.根据权利要求1所述的一种激光切割材料板的方法，其特征在于：步骤s1中扫描路径的扫描间距保证激光光斑的烧蚀区域覆盖整个加工区域；扫描宽度等于激光束在振镜出光口的光束直径。
3.根据权利要求1所述的一种激光切割材料板的方法，其特征在于：步骤s1中，
4.根据权利要求1所述的一种激光切割材料板的方法，其特征在于：直线切割时，步骤s1中，扫描路径采用单向多直线扫描模式。
5.根据权利要求1所述的一种激光切割材料板的方法，其特征在于：s2：如首先保证材料的切断，对效率和质量无要求的前提下，则焦点增量选择相对更小的焦点增量。
6.根据权利要求1所述的一种激光切割材料板的方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种激光切割材料板的方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的一种激光切割材料板的方法，其特征在于：适用于厚度大于等于5mm的材料板。
9.根据权利要求4所述的一种激光切割材料板的方法，其特征在于：多直线扫描模式包括顺序扫描和隔行扫描。
10.根据权利要求1所述的一种激光切割材料板的方法，其特征在于：当用所述激光切割材料板的方法进行钻孔时，扫描路径为圆弧形路径。
