石油开采常利用钻井技术，先将钻具破碎岩石，向地下钻进，钻出一定深度的井眼，获取石油。钻头作为钻井的主力军，它核心部件是由金刚石复合片（PDC）组成。

金刚石复合片被称为自然界最硬的物质。其采用金刚石微粉与硬质合金基片在超高压高温条件下烧结而成的复合材料，因此既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。

本文将与您探讨：如此硬的金刚石，在激光方案中表面成型的应用。

激光加工因效率高、无接触、工件热变形小、无材料损耗、性价比出众等加工特点及优势，且激光束易控制，与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，可实现金刚石复合片表面加工的高自动化和高精化。

随着石油勘探面临的环境越来越苛刻，尤其是传统平面金刚石复合片钻头遇到高研磨性地层、极坚硬岩层、坚韧夹层等地质岩层时，钻头难吃进，同时亦发生平面金刚石复合片不出刃、崩齿等严重失效形式。此时，需将钻头上的金刚石复合片平面结构，生产成屋脊状的不规则形貌，以提升钻头的钻探能力和效率。如下图所示。

普通振镜很难实现此要求，如果引入3D动态聚焦系统激光加工工艺，那么一切都变得皆有可能。实验中我们采用动态聚焦系统，结合光纤mopa光纤激光器（100w）。在加工过程中的不规则形面处，动态聚焦系统Z向动态轴前后移动，实时调整焦点，实现磨平面，外圆，倒角等众多造型的一次性精密3D减材制造。原理如下图。

另外，在激光装备设计中搭载旁轴视觉、同轴视觉高精度位置控制系统，可进一步提高加工过程中的精准定位。激光雕刻效果如下图。