[發(fā)明專利]一種脈沖激光連續(xù)沖擊溫成形的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210585382.X
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103111751A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜銀方;金華;姜文帆;岳陸游;張青來
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/18;B23K26/42
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種脈沖激光連續(xù)沖擊溫成形的方法，其特征在于，采用粘度為10～1000mm²/s(25℃)的耐高溫透光液體作為約束層液體，在約束層循環(huán)裝置的驅(qū)動下，形成連續(xù)穩(wěn)定約束層（1），并用所述約束層液體對板料(16)進行輔助均熱，在脈沖激光作用下對板料進行連續(xù)沖擊溫成形，具體步驟為：

A）在板料(16)表面貼上耐高溫能量吸收層，將凹模(14)固定在數(shù)控工作臺(11)上，用壓邊圈(15)將板料(16)壓緊在凹模(14)上?，儲液腔(5)中注入約束層液體；在計算機控制系統(tǒng)(8)設(shè)定約束層液體預(yù)熱溫度、板料(16)最終穩(wěn)定溫度、數(shù)控工作臺(11)運動參數(shù)以及激光參數(shù)；

B）計算機控制系統(tǒng)(8)控制數(shù)控工作臺(11)沿x軸移動將板料(16)送入端蓋(6)內(nèi)，開啟加熱控制電路，凹模(14)和儲液腔(5)中的加熱器(12)分別對板料(16)和約束層(1)液體預(yù)熱，將約束層液體預(yù)熱到設(shè)定的預(yù)熱溫度后開啟吸油泵(3)；

C）計算機控制系統(tǒng)(8)控制數(shù)控工作臺(11)沿y、z軸移動調(diào)節(jié)板料(16)至沖擊點的位置，位移傳感器(10)測量板料(16)沖擊點的位移信號，并將此信號反饋給計算機控制系統(tǒng)(8)，計算機控制系統(tǒng)(8)控制吸油泵(3)和噴嘴(2)，吸油泵(3)調(diào)節(jié)噴嘴(2)口約束層液體的入射速度，噴嘴(2)繞z軸旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)約束層液體的入射角度，使約束層液體在板料(16)表面形成1～5mm厚的能夠穩(wěn)定貼合板料(16)表面形貌的約束層(1)；

D）繼續(xù)對板料(16)和約束層液體加熱，同時凹模(14)和沖擊點附近的溫度傳感器(13)向加熱控制電路反饋信號控制凹模(14)和儲液腔(5)中加熱器(12)的通斷狀態(tài)，使板料(16)最終穩(wěn)定溫度在設(shè)定溫度范圍內(nèi)；

E）計算機控制系統(tǒng)(8)調(diào)節(jié)激光脈寬、激光光斑大小、激光能量參數(shù)，激光器(9)發(fā)出脈沖激光，透過透光玻璃(7)射向板料(16)進行溫成形；

F）重復(fù)步驟?C）至?E）進行脈沖激光連續(xù)沖擊，直至完成整個沖擊成形；

G）依次斷開加熱控制電路和吸油泵(3)，約束層液體在重力作用下自動流回儲液腔(5)中，板料(16)冷卻后計算機控制系統(tǒng)(8)控制數(shù)控工作臺(11)沿x軸移動退出端蓋(6)，松開壓邊圈(15)取出板料(16)；

所述x軸為左右方向，所述y軸為上下方向，所述z軸為前后方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈沖激光連續(xù)沖擊溫成形的方法，其特征在于，所述約束層液體為甲基硅油，外觀為無色透明液體，其性能參數(shù)為：運動粘度10～1000mm2/s(25℃)，粘溫系數(shù)0.56～0.62，傾點≤-50℃，閃點≥150℃~320℃，密度(25℃)0.93～0.98g/cm3，折光率(25℃)1.39～1.41。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈沖激光連續(xù)沖擊溫成形的方法，其特征在于，所述約束層液體采用含氫硅油、乙基硅油、苯基硅油、氯苯基硅油、三氟丙基硅油之一或兩種以上的混合物。

4.實施權(quán)利要求1所述的一種脈沖激光連續(xù)沖擊溫成形的方法的裝置，其特征在于，包括計算機控制系統(tǒng)(8)、激光器(9)、位移傳感器(10)、數(shù)控工作臺(11)、加熱器A、溫度傳感器A、凹模(14)、壓邊圈(15)和約束層循環(huán)裝置；在板料(16)的正面設(shè)有激光器(9)，在板料(16)的背面設(shè)有位移傳感器(10)，所述位移傳感器(10)的中心軸線和激光器(9)產(chǎn)生光束的中心在同一直線上，凹模(14)固定在數(shù)控工作臺(11)上，凹模(14)內(nèi)設(shè)有加熱器A和溫度傳感器A，所述加熱器A和溫度傳感器A外接加熱控制電路連接計算機控制系統(tǒng)(8)，所述激光器(9)和位移傳感器(10)連接計算機控制系統(tǒng)(8)，數(shù)控工作臺(11)由計算機控制系統(tǒng)(8)控制繞x軸旋轉(zhuǎn)、沿y軸移動；所述約束層循環(huán)裝置，包括噴嘴(2)、吸油泵(3)、濾油器(4)、儲液腔(5)、端蓋(6)和透光玻璃(7)；所述端蓋(6)為左側(cè)開口的容器，端蓋(6)的右側(cè)壁中心設(shè)有透光玻璃(7)，激光器(9)位于端蓋(6)外，激光器(9)激光束透過所述透光玻璃(7)射向透光玻璃(7)另一側(cè)的數(shù)控工作臺(11)；端蓋(6)下部設(shè)有儲液腔(5)，儲液腔(5)盛放約束層液體，儲液腔(5)中設(shè)有加熱器B，約束層液體加熱器B和溫度傳感器B外接所述加熱控制電路，端蓋(6)內(nèi)部設(shè)有吸油泵(3)和濾油器(4)，端蓋(6)內(nèi)部上方設(shè)有噴嘴(2)，計算機控制系統(tǒng)(8)控制吸油泵(3)使約束層液體經(jīng)過濾油器(4)和吸油泵(3)后流向噴嘴(2)，噴嘴(2)由計算機控制系統(tǒng)(8)控制繞z軸旋轉(zhuǎn)。