[發明專利]脈沖調控的飛秒激光-納秒電解射流復合加工系統及方法

在審

• 申請號: 201810186259.8
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108406098A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 楊立軍;丁燁;程柏;王懋露;王揚
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K26/0622
• 分類號: B23K26/0622;B23K26/362;B23K26/70
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;吳航

本發明公開一種脈沖調控的飛秒激光?納秒電解射流復合加工系統及方法，系統包括脈沖序列調節器、飛秒激光子系統、可見光透射激光反射鏡、激光束與射流同軸監測子系統、反射式物鏡、供液子系統、納秒脈沖供電子子系統、射流發生裝置、工作臺、示波器；通過飛秒激光子系統進行激光燒蝕、納秒脈沖供電子系統進行電解腐蝕、射流發生裝置進行射流沖刷；三種作用不同的時序分布對所述工作臺上的工件進行加工。本發明可針對不同材料進行加工，且加工出的產品質量高，效率高，滿足用戶的實際需求。

技術領域

本發明涉及激光微加工技術領域，具體涉及一種脈沖調控的飛秒激光-納秒電解射流復合加工系統及方法。

背景技術

現階段，激光加工技術已經廣泛應用到精密加工領域，例如硅晶元表面的刻劃、微細氣膜孔的加工等，主要使用的激光是納秒激光。盡管其加工效率較高，但是會帶來顯著的熱效應，嚴重影響被加工區域的后續使用。飛秒激光作為一種新興的激光技術，具有極高的峰值功率密度和極短的脈沖持續時間，因此加工質量很高。但是由于較低的單脈沖能量，其加工效率較低。同時，精密加工領域應用的材料趨于多元化，激光加工在面對屬性不同的材料時加工策略較為單一，不能滿足實際應用需求。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

為解決上述技術缺陷，本發明采用的技術方案在于，提供一種脈沖調控的飛秒激光-納秒電解射流復合加工系統，包括脈沖序列調節器、飛秒激光子系統、可見光透射激光反射鏡、激光束與射流同軸監測子系統、反射式物鏡、供液子系統、納秒脈沖供電子子系統、射流發生裝置、工作臺、示波器；其中，

所述脈沖序列調節器在所述飛秒激光脈沖和所述納秒脈沖供電子系統脈沖之間產生一定的脈沖延遲，并通過所述波器實時顯示；

所述飛秒激光子系統產生的激光經過所述可見光透射激光反射鏡反射后到達所述反射式物鏡表面；

所述供液子系統提供的高壓液體經過所述射流發生裝置形成射流；

所述射流同軸監測子系統將所述飛秒激光子系統發射的激光和所述射流發生裝置的射流進行同軸調節；

通過飛秒激光子系統進行激光燒蝕、納秒脈沖供電子系統進行電解腐蝕、射流發生裝置進行射流沖刷；三種作用不同的時序分布對所述工作臺上的工件進行加工。

較佳的，所述飛秒激光子系統包括飛秒激光器、激光擴束鏡、光路調整鏡組；所述飛秒激光器的一端連接脈沖序列調節器，所述飛秒激光器射出的激光能夠通過所述激光擴束鏡后并通過所述光路調整鏡組的折射射向所述可見光透射激光反射鏡。

較佳的，所述激光束與射流同軸監測子系統包括白光光源、衰減鏡、濾光鏡、CCD和光學鏡頭；所述衰減鏡、濾光鏡、CCD和光學鏡頭與所述光路調整鏡組的折射出的激光光路同軸線布置；所述白光光源為旁軸線布置。

較佳的，所述供液子系統包括三相變頻電機、高壓柱塞泵、蒸餾水箱、第一單向閥、電解液箱、第二單向閥、三通閥、單向過濾器、蓄能器、安全閥、壓力表、雙向過濾器、廢液回收箱；

所述相變頻電機與高壓柱塞泵之間通過聯軸器連接，所述高壓柱塞泵的排出端與所述蓄能器、安全閥、壓力表、雙向過濾器依次連接；所述高壓柱塞泵的吸入端與所述單向過濾器連接，所述單向過濾器的另一端連接所述三通閥，所述三通閥的其余兩端分別連接所述第一單向閥與所述第二單向閥；所述第一單向閥連接所述蒸餾水箱，所述第二單向閥連接所述電解液箱；所述安全閥還連接有所述廢液回收箱。

較佳的，所述納秒脈沖供電子系統包括納秒脈沖發生器以及高壓直流電源；所述高壓直流電源的正極與工作臺連接，負極與射流發生裝置連接，所述納秒脈沖發生器與高壓直流電源的信號輸入端連接。