CN101980817A - 烧结陶瓷和其它坚硬和/或厚的材料的激光加工 - Google Patents

Abstract

本发明揭示激光加工烧结陶瓷和其它坚硬和/或厚材料，其包含：利用一激光射束沿着一工作件的切除区内的一平行激光路径序列来削切该工作件。该削切作用会在该切除区中产生一切口，该切口会随着该激光射束在该序列中前进而增宽。该序列可能是始于该切除区的内侧部分并且结束于其外侧边缘，俾使碎屑会被引导远离该等激光路径，以便提高生产量并且在该工作件中产生高质量的开口。本发明还可以从该工作件中切除高质量的结构。该方法包含将一高速的气流引导至该激光射束与该工作件之间的接口，用以重新引导碎屑的流动并且冷却该接口。该方法可能还包含在激光射束让该切口加深时调整该激光射束的焦点深度。

Description

烧结陶瓷和其它坚硬和/或厚的材料的激光加工

技术领域

本申请案和激光加工有关，且更明确地说，本发明是关于一种用于在激光加工烧结陶瓷和其它坚硬和/或厚材料时改良生产量与质量的方法。

背景资讯

一般来说，烧结陶瓷和其它坚硬和/或厚材料可能会利用激光来进行加工。也可能会使用到其它的加工制程，例如研磨或化学蚀刻。不过，研磨和其它机械性制程仅能提供有限的加工分辨率。进一步言之，在加工制程期间会使用到坚硬和有磨蚀作用的材料，例如烧结陶瓷削磨机械组件。

除了陶瓷之外，其它的坚硬材料可能包含，但是并不受限于：单晶硅、多晶硅、金属、玻璃、蓝宝石、以及锆。当加工此等材料时(包含烧结陶瓷在内)，通常会希望提高生产量与质量。

陶瓷通常会在生坯状态(green state)或烧结状态(fired state)中进行处理。在生坯状态中，于陶瓷进行加热或烘烤之前，其会相当柔软并且容易进行处理。不过，烧结该陶瓷的过程却可能会改变或扭曲在生坯陶瓷中经过初期加工的特征元素的维度。因此，当终端产品希望有精确维度与几何形状时，于进行烧结之前对生坯陶瓷处理可能不能提供足够的质量。然而，烧结陶瓷的坚硬度实质上却大于生坯陶瓷并且会比较难以进行加工。因此，相较于生坯陶瓷，加工烧结陶瓷的生产量通常会比较低。

当使用激光来加工烧结陶瓷时，可能会使用到较高的激光功率以进行较快速的处理。不过，高激光功率却可能会造成质量低劣的最终产品。已知的激光技术可能会产生过多的热量与碎屑，举例来说，其可能会导致边缘不平整并造成热破坏。

当材料厚度及激光焦点深度增加时，通常会更难达到所希的生产量与质量。激光加工制程所造成的碎屑通常会限制了生产量与质量。举例来说，习知的激光切割轮廓可能会受到激光射出材料的沟槽回填的影响。当材料厚度增加时，回填便会变得更加严重并且会降低加工效率。进一步言之，于众多制程条件下，对某些材料来说，被射出的回填材料在后续的制程作业中可能会比原来的目标材料更难以移除。因此，会造成低质量的切割，其可能会破坏材料并且需要进行额外的清理。

虽然可以降低激光功率来改良质量；不过，使用较低的激光功率却可能会造成生产量下降。

揭示摘要

本文所揭示的实施例在激光加工烧结陶瓷和其它坚硬和/或厚材料时会改良生产量与质量。于其中一实施例中，本发明提供的一种用以激光加工烧结陶瓷或其它坚硬材料的方法包含利用一激光射束沿着一工作件的切除区内的一平行激光路径序列来削切该工作件。该削切作用会在该切除区中产生一切口，该切口会随着该激光射束从第一激光路径前进至该序列中的第二激光路径而增宽。该方法还包含将一高速的气流引导至该激光射束与该工作件之间的接口。该气流会引导碎屑(其是由该激光射束与该工作件的相互作用而产生的)远离该平行激光路径序列中尚未经过处理的部分。

该方法可能还包含：设定该激光射束的第一焦点深度；引导该激光射束第一次通过该等平行激光路径中的一或多条路径，用以移除该工作件中对应于该第一焦点深度的第一部分；设定该激光射束的第二焦点深度；以及引导该激光射束第二次通过该等一或多条平行激光路径，用以移除该工作件中对应于该第二焦点深度的第二部分。

于特定的实施例中，该序列是始于该切除区的内侧部分并且结束于该切除区的外侧边缘。因此，沿着该平行激光路径序列来削切该工作件会在从该切除区之内侧部分下斜至该切除区之外侧边缘的切口内切割出一连串的平行梯阶。该方法可能还包含利用该激光射束沿着该外侧边缘来切断该工作件以便从该工作件处移除该切除区，俾使引导碎屑远离该平行激光路径序列会让该外侧边缘实质上会变得平滑并且不会有任何碎屑。

于其它实施例中，该序列是始于该切除区的外侧边缘并且朝该切除区的内侧部分移动。于此等实施例中，利用该激光射束来切断该工作件可能会从该切除区的内侧部分中移除一结构。引导碎屑远离该平行激光路径序列则会让该结构实质上会变得平滑并且不会有任何碎屑。该方法可能包含沿着该平行激光路径序列来削切该工作件，用以在从该切除区的外侧边缘下斜至要从该切除区处被切下的结构的切口内切割出一连串的平行梯阶。

于特定的实施例中，将一高速的气流引导至该接口可能包含经由一喷嘴以超音速来喷吹该气流。举例来说，该喷嘴可能是位于该接口的20毫米内，俾使该气流在抵达该工作件的该接口时实质上仍处于高速。于某些实施例中，举例来说，该气体可能是空气、氧气、二氧化碳、氩气、氦气、或是氮气。

于其中一实施例中，本发明提供的一种用以对烧结陶瓷或其它坚硬材料进行加工的激光处理系统包含一激光，用以产生一激光射束。该激光射束会被配置成用以沿着一工作件的切除区内的一平行激光路径序列来削切该工作件。该系统还包含一喷嘴，用以将一高速的气流引导至该激光射束与该工作件之间的接口。于特定的实施例中，该系统还包含光学元件，用以在第一次通过该等激光路径中的一或多条路径期间将该激光射束聚焦在第一焦点深度处并且在第二次通过该等激光路径中的该等一或多条路径期间将该激光射束聚焦在第二焦点深度处。该喷嘴可能包含一收敛-发散喷嘴，例如拉瓦尔喷嘴，其能够以超音速来喷吹该气流。

于其中一实施例中，本发明提供的一种用以对烧结陶瓷或其它坚硬材料进行加工的激光处理系统包含削切构件，用以沿着一工作件的切除区内的一平行激光路径序列来削切该工作件；以及引导构件，用以将一高速的气流引导至该激光射束与该工作件之间的接口。该系统可能还包含聚焦构件，用以在第一次通过该等激光路径中的一或多条路径期间将该激光射束聚焦在第一焦点深度处并且在第二次通过该等激光路径中的该等一或多条路径期间将该激光射束聚焦在第二焦点深度处。

从下面较佳实施例的详细说明中，参考随附的图式，便会明白本发明的额外观点与优点。

图式的简单说明

图1A、1B、以及1C所示的是根据特定实施例用以切割一孔洞贯穿一工作件的复数条平行激光路径的概略示意图。

图2A、2B、2C、2D、2E、2F、以及2G所示的分别是根据其中一实施例当一激光射束依序加深与增宽一切除区中的切口时，工作件在不同处理阶段中的剖面侧面图。

图3所示的是根据其中一实施例使用依序移向切除区的中心的激光路径来进行激光处理的工作件的剖面侧面图。

图4所示的是根据其中一实施例用以在烧结陶瓷或其它坚硬和/或厚材料中切割一开口的方法的流程图。

图5所示的是根据其中一实施例用以激光加工烧结陶瓷或其它坚硬和/或厚材料的系统的方块图。

图6所示的是根据其中一实施例于一烧结陶瓷材料中所产生的切痕的扫描电子显微影像。

最佳实施例的详细说明

一般适合根据特定实施例用以激光加工烧结陶瓷或其它坚硬和/或厚材料的方法包含选择一激光射束路径，用以在激光切进或切断一工作件时让碎屑流出。于其中一实施例中，一平行激光切割序列是始于一切除区的内侧并且会朝该切除区的外侧边缘移动。该平行激光切割序列可以让该切除区有更干净且更深的外侧边缘。

此外，或者于其它实施例中，该方法包含以高速将空气或其它气体引导至要被该激光射束处理的工作件上的某一区域。该高速空气或气体会通过让激光聚焦在未经处理的材料上而非聚焦在碎屑上而得以改良边缘质量并且改良生产量。将高速气体喷吹至该处理区域之中会移除因激光烧蚀所产生的散乱的碎屑残片。该高速气体还会冷却激光射束相互作用附近的剩余材料，用以降低各种副作用，例如热影响区(HAZ)以及熔融材料回流至该激光射束所产生的切口之中。于特定的实施例中，会利用特殊气体的筛选来控制该激光/工作件相互作用环境。

为切断厚的工作件，可能必须要进行多次行进冲程(pass)。因此，于某些实施例中，该方法还包含在每一个后续行进冲程中调整激光聚焦位置以便匹配该工作件的新表面，用以改良生产量。于切断该工作件之后，或是在几乎切断该工作件之后，便会切割外围线(outer line)，用以在该切除区的入口与出口处(举例来说，顶端与底部)产生干净的边缘。

现在参考图式，其中，相同的元件符号代表相同的元件。为清楚起见，元件符号的第一个数字是表示首次用到该对应元件的图式编号。在后面的说明中会提供许多明确的细节，以便透彻了解本文所揭示的实施例。不过，熟悉本技术的人士便会了解，缺少该等明确细节中的一或多者，或是利用其它方法、器件、或材料，仍能实行该等实施例。进一步言之，于某些情况中，不会详细显示或说明众所熟知的结构、材料、或操作，以免混淆该等实施例的观点。再者，可以任何合宜的方式于一或多个实施例中组合本文所述的特点、结构、或是特征。

图1A所示的是根据其中一实施例用以切割一孔洞贯穿工作件112的复数条平行激光路径110a、110b、110c、110d、110e、110f、以及110g(统称为激光路径110)的概略示意图。工作件112可能包括烧结陶瓷或其它坚硬和/或厚材料。该等激光路径110会界定一包含一外侧边缘116(图中以虚线显示)的切除区114。于此范例实施例中，该切除区114内的材料会从该工作件112处被移除，用以于其中产生一开口。

一激光射束(图中未显示)会被配置成用以从该切除区114内的最内侧激光路径110a依序跟随该等激光路径110朝该切除区114的外侧边缘116移动。换言之，该激光射束会依序地跟随该等平行激光路径110a、110b、110c、110d、110e、110f、以及110g。如下面的讨论，每次通过该等激光路径110时，由该激光射束所产生的切口便会变宽且变深，俾使该激光射束会在该切除区114的外侧边缘处或其附近切断该工作件112。接着便可弃置该切除区114的内侧部分，从而留下干净的外侧边缘116。

在图1A中，切除区114包含位于该工作件112的边缘118处的矩形区域。不过，熟练的人士从本文的揭示内容中便会了解，也可依照任何形状来加工一孔洞或是其它结构且其可能位于该工作件112中的任何地方。举例来说，图1B所示的便是被定位在该工作件112内的一圆形切除区114。于此范例实施例中，该等平行激光路径110为被置中于该切除区114的中心处的同心圆。图中虽然未显示；不过，于其它实施例中，举例来说，该等激光路径110也可能为从该切除区114里面螺旋至该切除区114的外侧边缘116的一连续路径。

图1C所示的是另一范例实施例，其中，矩形的切除区114并非在该工作件112的边缘118的旁边(如图1A中所示)。于此实施例中，每一条激光路径110均是分离的、矩形的、并且与该切除区114的外侧边缘116成比例。不过，如同利用螺旋路径来产生图1B中所示的圆形切除区114，图1C中所示的矩形切除区114的激光路径也可能会连续地出现在从该切除区114的里面朝外侧边缘116(举例来说，矩形螺旋)移动的一递增矩形图样之中。绕着该激光路径序列110移动(举例来说，顺时针)会产生一隙孔，以及让碎屑朝该切除区114的中心流动并且远离该外侧边缘116和/或远离该等激光路径110。

于其中一实施例中，该激光射束可能会多次通过每一条激光路径110，以便切断该工作件112。参考图1A，举例来说，根据其中一实施例的激光射束会复数次通过该等平行激光路径110中的每一条路径。举例来说，在第一焦点深度的第一次通过中，该激光射束可能会依序跟随该等平行激光路径110a、110b、110c、110d、110e、110f、以及110g。在第二焦点深度的第二次通过中，该激光射束可能会再次依序跟随该等平行激光路径110a、110b、110c、110d、110e、110f、以及110g。必要时，此过程可以重复进行，用以处理该特殊工作件112。

于另一实施例中，该激光射束在不同路径110中通过的次数可能并不相同。举例来说，图2A、2B、2C、2D、2E、2F、以及2G所示的分别是根据其中一实施例当一激光射束(图中未显示)依序加深与增宽一切除区114中的切口210时，工作件112在不同处理阶段中的剖面侧面图。如上面讨论，该激光射束会跟随一激光路径序列，用以从该切口210处移除材料。在图2A中，该激光射束会跟随第一激光路径(举例来说，图1A中的激光路径110a)，用以移除该材料的一部分，以便形成一深度「d」的切口210。该材料212的中心部分可能保持(至少部分)被切口210包围。在图2B中，该激光射束会跟随第二激光路径(举例来说，图1A中的激光路径110b)，用以移除该材料的另一部分，以便增宽与加深该切口210。在图2C中，该激光射束会跟随第三激光路径(举例来说，图1A中的激光路径110c)。在图2D中，该激光射束会跟随第四激光路径(举例来说，图1A中的激光路径110d)。在图2E中，该激光射束会跟随第五激光路径(举例来说，图1A中的激光路径110e)。在图2F中，该激光射束会跟随第六激光路径(举例来说，图1A中的激光路径110f)。在图2G中，该激光射束会跟随第七激光路径(举例来说，图1A中的激光路径110g)。

该激光射束在依序跟随该等激光路径时会增宽与加深切口210，直到该切口210切断该工作件112为止(举例来说，图2G中)。于某些实施例中，会通过在多条激光路径之间重叠该等激光射束光点的一部分而连续地加深该切口210。此外，或者于其它实施例中，该激光射束可能会多次通过一或多条该等路径，以便增加该切口210的深度。举例来说，该激光射束可能会通过该第一激光路径110a一次，通过该第二激光路径110b两次，通过该第三激光路径110c三次，依此类推。于某些实施例中，该激光聚焦位置会被调整，用以在每一次连续的行进冲程中匹配该材料的新表面的深度。举例来说，倘若工作件112厚度大于聚焦的范围的话，那么便可以在切口210的深度「d」增加时调整焦点深度。

当切口210增宽且加深时，其便会产生一隙孔和碎屑的流出部。因此，通过依序地跟随该等激光路径，碎屑便会流动远离该激光/材料接口和/或该激光路径中尚未被该激光射束处理过的部分。在切断该工作件112之后，切除区114的外侧边缘116便会非常干净且界限非常清楚。接着便可弃置该切除区114内的剩余材料212。

图3所示的是根据其中一实施例使用依序移向切除区114的中心的激光路径来进行激光处理的工作件112的剖面侧面图。熟练的人士从本文的揭示内容中便会了解，于特定的应用中可能会希望跟随一从切除区114内侧至外侧边缘116的路径序列，如上面讨论。举例来说，当在工作件112中切割一孔洞并且弃置从切除区114处被移除的材料时便可能希望用到此序列。不过，熟练的人士还会了解，在其它应用中可能会希望该激光路径序列始于外侧边缘116处并且在切口210变得更深时朝该切除区114的中心移动。举例来说，当从该工作件112处切割高质量的部件或结构310时便可能希望用到此序列。

如图3中所示，从外侧边缘116处开始该激光路径会产生一倾斜或类似梯阶的表面，其会在切口210加深且移往要从该工作件112处被切下的结构310时保留部分的工作件112。此类似梯阶的表面会收集因激光射束/材料相互作用所产生的碎屑。不过，从工作件112处被切下的结构310则会有比较平滑与干净的切割表面312。

图4所示的是根据其中一实施例用以在烧结陶瓷或其它坚硬和/或厚材料中切割一开口的方法400的流程图。方法400包含引导410一高速的气流至一激光射束与一工作件之间的接口。该气流可能是中性气体，例如氦气、氩气、或是氮气。于其它实施例中，该气流可能是氧气或是含氧的气体(例如，周遭的空气，举例来说，氮气与氧气的混合气体)或是二氧化碳，每一者均可能会造成些微氧化。于其它实施例中，该气流可能是针对特殊应用所选出的活性更大的气体，用以控制该激光/材料接口环境。

经聚集的气流会以高速(举例来说，接近超音速)行进，以便通过改变该激光射束与该工作件之间的接口处的激光处理条件来变更该激光加工制程。举例来说，于某些实施例中，该气流可能会在该工作件的表面处产生雷同于冲击波(shockwave)的作用。该高速气流会以机械性的方式移除该激光加工制程所产生的散乱碎屑残片。该气流还会冷却该激光射束与该工作件间的接口旁边的剩余材料。

方法400还包含利用该激光射束沿着该工作件的切除区内的一平行激光路径序列来削切412该工作件。该削切作用会在该切除区中产生一切口，当该激光射束沿着该平行激光路径序列前进时，该切口会加深并且重新引导该碎屑中的至少一部分。如上面讨论，于其中一实施例中，该平行激光路径序列始于该切除区的内侧部分并且结束于该切除区的外侧边缘。于另一实施例中，该激光路径序列是始于该切除区的外侧边缘并且朝该切除区的内侧部分移动。

于其中一实施例中，方法400还包含在该切口的深度更深入该工作件之中时调整414该激光射束的焦点深度。因此，该激光射束会在该切口加深时持续有效地从该切除区处移除材料。

因此，方法400通过使用比较高功率的激光来提高材料移除的速率同时维持激光处理质量因而可以利用激光处理来改良从该工作件处被切下的部件或结构的质量，改良在激光处理期间产生于该工作件中的深开口的质量，并且提高激光处理的生产量。于某些实施例中，利用本文所述的实施例的生产量会提高为习知激光加工制程的生产量的三至十倍。

图5所示的是根据其中一实施例用以激光加工烧结陶瓷或其它坚硬和/或厚材料的系统500的方块图。该系统500包含：一激光(图中未显示)，用以产生一激光射束510；光学元件512，用以将该激光射束510聚焦在相对于一被加工材料514(也称为工作件514)的所希深度处；以及一高速吹气喷嘴516，用以将一高速喷气锥518或气流引导至该激光射束510与该工作件514的接口520。熟练的人士从本文的揭示内容便会明白，也可相对于该激光和/或光学元件512来移动该工作件514用以调整焦点深度。

该系统500会被配置成用以在切割烧结陶瓷和其它坚硬和/或厚材料时改良生产量与质量两者。熟习本技术的人士便可达成用于处理该些材料的激光拣选作业。该激光拣选作业通常是以激光的波长以及被加工材料514的吸收特征为基础。于其中一范例实施例中，该激光包含操作在可见光或紫外光波长处的脉冲式Q型开关激光。于特定的此等实施例中，该激光会操作在脉冲重复率高于约1千赫兹而激光脉冲时间持续长度小于约500奈秒处。

于其中一实施例中，该喷嘴516包含拉瓦尔喷嘴或是具有收敛-发散设计的其它吹气喷嘴，俾使用以在该喷嘴的开口处产生非常高的气流速度(包含超音速在内)。举例来说，空气速度可能约为200公尺/秒，甚至更快。于特定的此等实施例中，该高速喷嘴会被定位在和该工作件514上的接口520相隔约1毫米和约100毫米之间的范围中。图5中虽然并未显示；不过，于某些实施例中，一鼻突件(nose piece)可能会被附接至该喷嘴516，以便进一步聚集并引导该喷气锥518，其可适用于特定的应用。

于其中一范例实施例中，该系统500是使用激光脉冲宽度约40奈秒、脉冲重复率约20千赫兹、以及平均功率约7瓦的第三谐波Q型开关Nd-YAG激光。于其中一个此类实施例中，喷嘴516包含办公室位于美国印第安纳州货运大区(Portage，Indiana)的Silvent North America，LLC所售的不锈钢拉瓦尔喷嘴。该拉瓦尔喷嘴516是位于和该界面相隔约20毫米的地方并且会以和工作件514的表面的法线成约30度的角度来引导送至该处的气体。不过，熟练的人士便会了解，可以在该拉瓦尔喷嘴516与该工作件514的表面之间使用其它角度。举例来说，该拉瓦尔喷嘴516可会被定位成与该激光射束同轴。于其中一实施例中，该焦点形状为高斯形状且该激光路径会被设为如图1中所示。

图6所示的是根据上面所述的范例实施例于一烧结陶瓷材料612中所产生的切痕610的扫描电子显微影像。如图6中所示，切痕610的边缘非常平滑且干净。

如上面讨论，本文所揭示的实施例可被用来加工烧结陶瓷和其它坚硬和/或厚材料。陶瓷可被分类成不同的材料类目，其包含氧化物(举例来说，矾土与氧化锆)、非氧化物(举例来说，碳化物、硼化物、氮化物、以及硅化物)、以及复合物(举例来说，氧化物与非氧化物的微粒强化组合)。举例来说，氧化铝为铝和氧的化学化合物，其化学式为Al₂O₃。其在采矿界、陶瓷界、以及材料科学界亦通称为矾土。碳化物范例包含碳化钠(Na₂C₂)、碳化硅(SiC)、碳化钨(WC，通常会简称为碳化物)、以及渗碳体(Fe₃C，也称为碳化铁)。

碳酸钡(通常会混合碳酸锶)为呈现铁电性的陶瓷，这意味着其机械性响应、电性响应、以及热响应会彼此耦合并且还具有历史依赖性(history-dependent)。其会广泛地被使用在电机换能器、陶瓷电容器、以及数据储存组件中。碳酸钡中的晶界条件(grain boundary condition)可能会在加热组件中产生正温度系数(PTC)效应。

氧化锆为另一种陶瓷，其纯形会在室温和实际烧结温度之间经过许多的相变。氧化锆的化学性可能会「稳定于」数个不同的形式中。其高氧离子导电性使其可以使用在燃料电池中。于另一变化例中，亚稳结构则可使其具有更适用于机械应用的变换形。大部分的陶瓷刀片均是由氧化锆所制成。

下面的陶瓷材料也可使用本文所揭示的方法来进行加工：氧化铋锶钙铜(bismuth strontium calcium copper oxide)，其是一高温超导体；碳化硼(B₄C)，其被使用在私人直升机与坦克装甲中；氮化硼，其在结构上和碳等电子(isoelectronic)并且具有雷同的物理形式(作为润滑剂的类石墨形式以及作为研磨料的类钻石形式)；砖块(大部分为硅酸铝)，其是用于建筑；陶土，其通常是由黏土、石英、以及长石所制成；铁磁体(Fe₃O₄)，其为铁磁性并且会被使用在电性变压器及磁核内存的核心中；锆钛酸铅，其为铁电材料；二硼化镁(MgB₂)，其为非习知的超导体；瓷土，其经常包含黏土矿物高岭土；碳化硅(SiC)，其是作为微波炉中的受热座，作为常用的研磨料，以及作为耐火材料；氮化硅(Si₃N₄)，其是作为研磨细粉；块滑石，其是作为电绝缘体；氧化铀(UO₂)，其是作为核子反应炉的燃料；氧化钇钡铜(YBa₂Cu₃O_7-x)，其为另一种高温超导体；以及氧化锌(ZnO)，其为半导体，并且用于建构变阻器。

熟练的人士从本文的揭示内容中便会了解，使用本文所揭示的实施例也可以加工众多其它类型的陶瓷。进一步言之，如上面讨论，使用本文所揭示的实施例还可以加工其它的坚硬材料，例如(但是并不受限于)单晶硅、多晶硅、金属、玻璃、以及蓝宝石。

熟悉本技术的人士便会了解，可以对上面所述的实施例的细节进行许多改变，其并不会脱离本发明的基本原理。所以，本发明的范畴应该仅取决于下面的申请专利范围。

Claims (23)

1.一种激光加工烧结陶瓷或其它坚硬材料的方法，该方法包括：

利用一激光射束沿着一工作件的切除区内的一平行激光路径序列来削切该工作件，其中，该削切作用会在该切除区中产生一切口，该切口会随着该激光射束从第一激光路径前进至该序列中的第二激光路径而增宽，以便产生碎屑的流出部；以及

将一高速的气流引导至该激光射束与该工作件之间的接口，其中，该气流会引导碎屑远离该平行激光路径序列，且其中，该碎屑是由该激光射束与该工作件的相互作用而产生的。

2.如权利要求1的方法，其进一步包括：

设定该激光射束的第一焦点深度；

引导该激光射束第一次通过该等平行激光路径中的一或多条路径，用以移除该工作件中对应于该第一焦点深度的第一部分；

设定该激光射束的第二焦点深度；以及

引导该激光射束第二次通过该等一或多条平行激光路径，用以移除该工作件中对应于该第二焦点深度的第二部分。

3.如权利要求1的方法，其中，该序列是始于该切除区的内侧部分并且结束于该切除区的外侧边缘。

4.如权利要求3的方法，其中，沿着该平行激光路径序列来削切该工作件会在从该切除区的内侧部分下斜至该切除区的外侧边缘的切口内切割出一连串的平行梯阶。

5.如权利要求3的方法，其进一步包括利用该激光射束沿着该外侧边缘来切断该工作件以便从该工作件处移除该切除区，使引导碎屑远离该平行激光路径序列会让该外侧边缘实质上会变得平滑并且不会有任何碎屑。

6.如权利要求1的方法，其中，该序列是始于该切除区的外侧边缘并且朝该切除区的内侧部分移动。

7.如权利要求6的方法，其进一步包括利用该激光射束来切断该工作件，用以从该处移除一结构，该结构包括该切除区的该内侧部分，其中，引导碎屑远离该平行激光路径序列会让该结构实质上会变得平滑并且不会有任何碎屑。

8.如权利要求7的方法，其中，沿着该平行激光路径序列来削切该工作件会在从该切除区的外侧边缘下斜至要从该切除区处被切下的结构的切口内切割出一连串的平行梯阶。

9.如权利要求1的方法，其中，将该高速的气流引导至该接口包括经由一喷嘴以超音速来喷吹该气流。

10.如权利要求9的方法，其进一步包括将该喷嘴放置于该接口的20毫米内。

11.如权利要求1的方法，其中，该气体是选择自包括下面的群之中：空气、氧气、以及二氧化碳。

12.如权利要求1的方法，其中，该气体包括中性气体，其是选择自包括下面的群之中：氩气、氦气、以及氮气。

13.一种用以对烧结陶瓷或其它坚硬材料进行加工的激光处理系统，该系统包括；

一激光，用以产生一激光射束，该激光射束会被配置成用以沿着一工作件的切除区内的一平行激光路径序列来削切该工作件；以及

一喷嘴，用以将一高速的气流引导至该激光射束与该工作件之间的接口。

14.如权利要求13的系统，其进一步包括光学元件，用以在第一次通过该等激光路径中的一或多条路径期间将该激光射束聚焦在第一焦点深度处并且在第二次通过该等激光路径中的该等一或多条路径期间将该激光射束聚焦在第二焦点深度处。

15.如权利要求13的系统，其中，该喷嘴包括一收敛-发散喷嘴，其能够以超音速来喷吹该气流。

16.如权利要求15的系统，其中，该收敛-发散喷嘴包括拉瓦尔喷嘴。

17.如权利要求13的系统，其中，该平行激光路径序列是始于该切除区的内侧部分并且结束于该切除区的外侧边缘。

18.如权利要求13的系统，其中，该平行激光路径序列是始于该切除区的外侧边缘并且朝该切除区的内侧部分移动。

19.如权利要求13的系统，其中，该喷嘴是位于该工作件的20毫米内。

20.如权利要求13的系统，其中，该气体是选择自包括下面的群之中：空气、氧气、以及二氧化碳。

21.如权利要求13的系统，其中，该气体包括中性气体，其是选择自包括下面的群之中：氩气、氦气、以及氮气。

22.一种用以对烧结陶瓷或其它坚硬材料进行加工的激光处理系统，该系统包括

削切构件，用以沿着一工作件的切除区内的一平行激光路径序列来削切该工作件；以及

引导构件，用以将一高速的气流引导至该激光射束与该工作件之间的接口。

23.如权利要求22的系统，其进一步包括聚焦构件，用以在第一次通过该等激光路径中的一或多条路径期间将该激光射束聚焦在第一焦点深度处并且在第二次通过该等激光路径中的该等一或多条路径期间将该激光射束聚焦在第二焦点深度处。

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