[實(shí)用新型]一種激光分段掃描微孔的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820725519.X
• 申請(qǐng)日: 2018-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN208528332U
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭亮;吳子華;王昊;張慶茂;彭思凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/382
• 分類號(hào): B23K26/382;B23K26/60
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年;潘素云

本實(shí)用新型公開了一種激光分段掃描微孔的裝置，包括激光器、升降平臺(tái)、金屬加工底座、加工系統(tǒng)、激光掃描頭和光路調(diào)整系統(tǒng)；加工系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)激光器的開關(guān)與功率大小以及調(diào)節(jié)激光掃描頭的掃描范圍；升降平臺(tái)用于調(diào)節(jié)激光掃描頭與金屬加工底座的距離，以便調(diào)節(jié)激光光束的焦點(diǎn)位置；金屬加工底座用于放置試樣；激光器用于產(chǎn)生激光光束；光路調(diào)整系統(tǒng)用于調(diào)整激光器產(chǎn)生激光光束的光路；激光掃描頭用于對(duì)金屬加工底座上的試樣進(jìn)行激光掃描。本實(shí)用新型通過優(yōu)化工藝技術(shù)來提高打孔孔徑質(zhì)量，減少金屬材料的再鑄層與熔渣快速堆積，在不添加其他額外裝置使加工孔徑圓的完整度大大提高，也減少孔徑錐度，具有較好經(jīng)濟(jì)效益，使用設(shè)備簡單，操作簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光分段掃描微孔的裝置。

背景技術(shù)

航空、電子、儀器儀表、精密機(jī)械、自動(dòng)控制及醫(yī)療器械等科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)微型加工的要求與應(yīng)用也越來越廣泛，例如微型孔等。現(xiàn)代制造業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)產(chǎn)品不斷向輕、薄、小的方向發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的組成零件越來越趨向微型化，對(duì)微小孔徑的加工精度要求越來越高，微型孔徑的加工技術(shù)與加工質(zhì)量也需要更高的要求。隨著近代工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，使用硬度大、熔點(diǎn)高的材料使用越來越多，然而傳統(tǒng)的加工方式的局限性越來越明顯。微型孔徑采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式已經(jīng)不能滿足目前工藝要求，其加工質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法符合生產(chǎn)要求，例如對(duì)高熔點(diǎn)的金屬加工微米級(jí)孔，在高強(qiáng)度的碳化鎢合金加工微米級(jí)孔等，用傳統(tǒng)機(jī)械加工難以鉆孔成功，但是采用現(xiàn)有的激光技術(shù)加工該類材料的加工難度會(huì)大大降低。激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性，對(duì)材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門加工技術(shù)。激光作為一種熱源作用于物質(zhì)材料上并對(duì)材料進(jìn)行加工。材料吸收高能量的激光后，被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)從而形成孔徑，這就是激光打孔技術(shù)。與常規(guī)打孔手段相比，激光打孔速度快，效率高，經(jīng)濟(jì)效益好，有較大的深徑比，也能在硬、脆、軟等各類材料加工，無工具損耗等。激光打孔是最早實(shí)用化的激光加工技術(shù),正成為工業(yè)生產(chǎn)中最有效的微孔加工方法之一，成為改造傳統(tǒng)加工的一種有效手段。激光打孔技術(shù)具有精度高、通用性強(qiáng)、效率高、成本低及綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)勢(shì),已成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前激光打孔已用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)的燃料噴嘴、寶石軸承、金剛石拉絲模、化纖噴絲頭等微小孔的加工中。

激光打孔技術(shù)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是也不可避免地存在很多問題。如在納秒激光加工下，其孔徑周圍存在冷卻的熔融金屬材料堆積。這些堆積的金屬材料會(huì)形成再鑄層和熔渣，會(huì)減少孔徑實(shí)際大小，增加孔徑錐度，孔的完整度。為了增加孔徑質(zhì)量，激光打孔技術(shù)需要優(yōu)化。

在目前，激光打孔技術(shù)的優(yōu)化主要是通過優(yōu)化激光參數(shù)，材料表面涂覆，增加吹氣裝置等去減低熔融飛濺的金屬材料。本實(shí)用新型采用現(xiàn)有激光加工技術(shù)利用優(yōu)化后的激光參數(shù)用新的工藝方法使得激光打孔質(zhì)量提高。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，針對(duì)現(xiàn)有工藝技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種激光分段掃描微孔的裝置，可以有效減少激光打孔中的再鑄層與熔渣的堆積，提供激光打孔的質(zhì)量。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)手段解決上述問題：

一種激光分段掃描微孔的裝置，包括激光器、升降平臺(tái)、金屬加工底座、加工系統(tǒng)、激光掃描頭和光路調(diào)整系統(tǒng)；

所述加工系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)激光器的開關(guān)與功率大小以及調(diào)節(jié)激光掃描頭的掃描范圍；

所述升降平臺(tái)用于調(diào)節(jié)激光掃描頭與金屬加工底座的距離，以便調(diào)節(jié)激光光束的焦點(diǎn)位置；

所述金屬加工底座用于放置試樣；

所述激光器用于產(chǎn)生激光光束；

所述光路調(diào)整系統(tǒng)用于調(diào)整激光器產(chǎn)生激光光束的光路；

所述激光掃描頭用于對(duì)金屬加工底座上的試樣進(jìn)行激光掃描。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下：