结构功能材料是具有周期性微细结构,可通过改变表面结构的尺寸和排列组合方式,使材料表现出特殊功能特性的材料。不仅应用于电磁领域、超疏水功能以及微流控等小型结构上,还适用于飞机的大型整体壁板、风机的叶片、船舶的侧板以及雷达整流罩等大型不可展曲面。但目前利用激光在不可展曲面上跨尺度自动化加工微细功能结构单元的研究内容较少,且在不同金属表面制备微细结构功能的研究还不够系统。本文通过对不可展曲面跨尺度自动加工特点进行分析,首先搭建五轴数控激光加工系统并开发结构功能材料加工系统软件;然后提出不可展曲面分区算法、区域内单元排布设计算法、区域内加工路径和区域间衔接算法;接着通过理论和实验分析影响平面和不可展曲面加工单元畸变和拼接精度的因素;最后为提高功能结构制备精度,开展不同激光加工参数在不同材料对加工微细线槽的影响规律实验,实现高精度跨尺度加工结构功能材料的目的,主要研究内容如下:（1）通过对五轴激光加工系统的设计、搭建和结构功能材料加工系统软件的开发,完成了不可展曲面加工的基础实验设施的建立工作。结果表明,本课题组搭建的平台各轴重复定位精度高且扩大了加工空间范围,可以完成图形设计、加工及参数优化等工作,可基本实现大幅面平面和不可展曲面的激光加工工作。（2）通过运用激光焦深原则和三维曲面转化为二维平面加工方法,设计了球面角分区算法、矩形分区和直角梯形分区单元排布算法、区域内自动化加工路径算法以及区域间衔接运动算法。结果表明,球面角分区算法可以满足分区平面处于焦深范围内的条件,使加工时激光光斑变形更小;分区单元排布设计算法通过将区域内图形按照均布原则设计和误差量化计算,改善了区域间拼接处拼接误差大的问题;通过对区域内加工路径的设计和计算,实现了区域内按弓形路径自动化加工;区域间衔接运动方案提高了跨尺度加工不可展曲面的效率,进一步实现跨尺度自动化加工不可展曲面的加工工作。（3）通过对加工产生的图形畸变和拼接误差进行原因分析并进行校正,进行单元拼接实验和不可展曲面覆铜盖板自动化加工实验。结果表明,引起图形加工畸变的主要因素有振镜原理误差、激光光路误差、加工参数和离焦量;在经过校正后,影响拼接精度的主要原因为模型曲率变化、加工表面的定位精度以及运动精度,优化不可展曲面的跨尺度加工精度工作。（4）通过在黄铜、硬质合金、1060铝和银等四种金属表面制备微细槽结构,探究不同紫外激光加工参数对线宽和槽深的影响。研究发现,在一定范围内脉冲宽度、重复频率的减小和单位长度脉冲数目的增大会使线宽和槽深增大,在不同金属上加工的线宽和槽深随金属电阻率的增大而增大。通过以上四方面的工作,最终实现了高精度、跨尺度自动化加工不可展曲面功能结构的目标。