[發(fā)明專利]一種激光與電解液復合加工方法及其加工裝置

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• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN112823992A
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發(fā)明（設計）人: 王玉峰;張文武
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B23H5/00
• 分類號: B23H5/00;B23K26/14;B23K26/142;B23K26/146;B23K26/70
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權代理有限公司 11540
• 代理人: 校麗麗

1.一種激光與電解液復合加工方法，用于在具有絕緣涂層的工件上加工目標結構，其特征在于，所述方法包括：

將工件和管狀電極分別與電源的正極和負極連接；

將激光束和電解液耦合通過所述管狀電極的中心孔傳輸至所述工件的加工區(qū)域，以打穿所述加工區(qū)域的絕緣涂層，使得所述工件和所述管狀電極通過所述電解液形成導電通路；

控制所述管狀電極向所述加工區(qū)域進給，以得到所述目標結構。

2.根據(jù)權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述控制所述管狀電極向所述加工區(qū)域進給，以得到所述目標結構具體包括：

控制所述管狀電極向所述加工區(qū)域進給，并檢測所述導電通路中的電流；

確定所述導電通路中當前時刻的電流小于上一時刻的電流時，關閉所述激光束；

控制所述管狀電極繼續(xù)向所述加工區(qū)域進給，當所述導電通路中的電流減小至第一特定值時，關閉所述電源，得到所述目標結構。

3.根據(jù)權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述控制所述管狀電極向所述加工區(qū)域進給，以得到所述目標結構具體包括：

控制所述管狀電極向所述加工區(qū)域進給，并檢測所述管狀電極內(nèi)的電解液壓力；

確定所述管狀電極內(nèi)當前時刻的電解液壓力小于上一時刻的電解液壓力時，關閉所述激光束；

控制所述管狀電極繼續(xù)向所述加工區(qū)域進給，當所述管狀電極內(nèi)的電解液壓力減小至第二特定值時，關閉所述電源，得到所述目標結構。

4.根據(jù)權利要求1所述的加工方法，其特征在于，

所述管狀電極包括環(huán)形的導電層、設置在所述導電層外側的絕緣涂層、以及設置在所述導電層內(nèi)側的約束層；

所述約束層的光學折射率小于所述電解液的光學折射率；

所述電解液通過所述約束層內(nèi)側傳輸至所述加工區(qū)域；

所述激光束通過在約束層/電解液界面發(fā)生全反射而傳輸至所述加工區(qū)域。

5.根據(jù)權利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述導電層為金屬毛細管。

6.根據(jù)權利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述約束層的制作材料為聚四氟乙烯。

7.一種激光與電解液復合加工裝置，其特征在于，所述裝置包括激光模塊、電解模塊、以及與所述激光模塊和所述電解模塊均連接的控制模塊；

所述電解模塊包括電源、管狀電極和電解液；所述工件和所述管狀電極分別與所述電源的正極和負極連接；

所述電解液和所述激光模塊發(fā)出的激光束耦合通過所述管狀電極的中心孔傳輸至所述工件的加工區(qū)域，以打穿所述加工區(qū)域的絕緣涂層，使得所述工件和所述管狀電極通過所述電解液形成導電通路；

所述控制模塊用于控制所述管狀電極向所述加工區(qū)域進給，以得到所述目標結構。

8.根據(jù)權利要求7所述的加工裝置，其特征在于，所述裝置還包括設置在所述導電通路中的電流傳感器，所述電流傳感器用于檢測所述導電通路中的電流；

所述控制模塊具體用于：

控制所述管狀電極向所述加工區(qū)域進給，并確定所述導電通路中當前時刻的電流小于上一時刻的電流時，控制所述激光模塊關閉；

控制所述管狀電極繼續(xù)向所述加工區(qū)域進給，并當所述導電通路中的電流減小至第一特定值時，控制所述電源關閉。

9.根據(jù)權利要求7所述的加工裝置，其特征在于，所述裝置還包括設置在所述電解液流道上的壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測所述管狀電極內(nèi)的電解液壓力；

所述控制模塊具體用于：

控制所述管狀電極向所述加工區(qū)域進給，并確定所述管狀電極內(nèi)當前時刻的電解液壓力小于上一時刻的電解液壓力時，控制所述激光模塊關閉；

控制所述管狀電極繼續(xù)向所述加工區(qū)域進給，并當所述管狀電極內(nèi)的電解液壓力減小至第二特定值時，控制所述電源關閉。

10.根據(jù)權利要求7所述的加工裝置，其特征在于，所述控制模塊還用于控制所述管狀電極和/或所述工件的運動軌跡。