氧化铝陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、高硬度、高强度等优良力学、热学、化学性能,是常用于各种结构部件的先进陶瓷。然而这些重要部件在微加工过程中对制孔有很高要求,影响着加工质量和生产效率,但目前研究不够深入。本课题以氧化铝陶瓷材料为研究对象,对其开展短脉冲激光表面通孔的精密加工工艺研究。本文阐述了激光打孔的基本原理和分类,研究了紫外纳秒激光与氧化铝陶瓷相互作用的作用机理和过程,并通过COMSOL Multiphysics有限元仿真技术设计并搭建了流体结合传热计算模型,对激光加工机理进行分析。研究了多脉冲纳秒激光对氧化铝表面形貌演化的影响。计算模型采用了不同的传热和流体力学边界条件以及热力学性质,以更好地预测不同激光加工条件下的温度演化以及孔径和孔深。基于Huarary-P-plus-355-5B紫外纳秒激光器,进行了紫外纳秒激光旋切扫描式氧化铝陶瓷材料打孔实验。分析研究了氧化铝陶瓷表面的制孔原理与过程方法,重点从微孔表面孔径、锥度、圆度以及表面形貌和侧壁形貌等多种角度,分析了激光功率、重复频率等激光参数以及扫描次数、扫描速度等轨迹参数对紫外纳秒激光旋切打孔质量的影响。对于不同的激光参数,研究发现加工过程中激光功率与孔径大小呈正相关,对入口孔径的影响比出口孔径的影响程度更大;激光功率对微孔出口部分的圆度影响程度大于入口部分,随着激光功率的增大,孔的锥度也会相应增加;激光功率对微孔形貌质量影响较大。重复频率对出口孔径有一定影响,但对微孔的入口孔径以及圆度影响不大,降低重复频率可以提高微孔的形貌质量;对于轨迹参数而言,当扫描速度提高时,孔的入口和出口直径都呈现出变小的规律,扫描速度越高,孔圆度误差越大,扫描速度过高和扫描次数过少都不利于通孔的形成。本课题通过建立激光打孔仿真模型,对激光打孔的微观过程机理进行理论分析,得到了激光功率的增大增强了激光打孔作用过程中的热效应和材料去除能力的规律,为后续的打孔实验研究提供了理论指导。在仿真基础上进行了打孔实验,分析了影响微孔加工质量的影响因素,与仿真过程得出结论一致,形成了氧化铝陶瓷紫外纳秒激光微孔加工的最佳工艺参数,解决了氧化铝打孔工艺中普遍具有的效率低下、微孔质量不理想等缺陷问题。