[實(shí)用新型]激光制孔設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920876006.3
• 申請(qǐng)日: 2019-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210498859U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦俊科;賈少輝;葉逸云;張軍安;萊茵哈特·波普拉維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所;寧波晶鉆工業(yè)科技有限公司;弗朗霍夫激光研究所
• 主分類號(hào): B23K26/382
• 分類號(hào): B23K26/382;B23K26/082;B23K26/70
• 代理公司: 北京元周律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 王惠

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種激光制孔設(shè)備。包括激光器、控制系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、掃描振鏡、工裝臺(tái)；所述激光器通過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)與所述掃描振鏡光路連接；所述掃描振鏡安裝在支撐桿上且位于所述工裝臺(tái)的上方；所述控制系統(tǒng)分別與所述激光器、掃描振鏡連接。該方法中，激光制孔是非接觸加工過(guò)程，可以有效地減小對(duì)復(fù)合材料的損傷，進(jìn)一步提高了激光制孔的效率和質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種激光制孔設(shè)備，屬于激光加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

復(fù)合材料零部件在裝配的過(guò)程，常常需要對(duì)其進(jìn)行鉆孔處理，利用鉚接、螺栓連接形成完整的結(jié)構(gòu)件。

當(dāng)前復(fù)合材料制孔一般采用機(jī)械鉆孔的方式，包括麻花鉆空、銑削制孔、超聲鉆孔等，但這些接觸式的機(jī)械方法會(huì)帶來(lái)層間撕裂、毛刺等問(wèn)題，影響到復(fù)合材料的整體性能。

實(shí)用新型內(nèi)容

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種激光制孔設(shè)備和激光制孔方法，該方法中，激光制孔是非接觸加工過(guò)程，可以有效地減小對(duì)復(fù)合材料的損傷，進(jìn)一步提高了激光制孔的效率和質(zhì)量。

一種激光制孔設(shè)備，包括激光器、控制系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、掃描振鏡、工裝臺(tái)；

所述激光器通過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)與所述掃描振鏡光路連接；

所述掃描振鏡安裝在支撐桿上且位于所述工裝臺(tái)的上方；

所述控制系統(tǒng)分別與所述激光器、掃描振鏡連接。

可選地，所述支撐桿為Z軸自動(dòng)升降臺(tái)；

所述控制系統(tǒng)與所述Z軸自動(dòng)升降臺(tái)連接。

可選地，所述激光器發(fā)射的脈沖激光束選自飛秒激光、皮秒激光、納秒激光、毫秒激光中的任一種。

可選地，所述激光器發(fā)射的脈沖激光束的波長(zhǎng)為266～1020nm。

可選地，所述激光器發(fā)射的脈沖激光束形成自旋環(huán)。

可選地，所述自旋環(huán)的自旋半徑為0.1～2mm。

可選地，所述自旋環(huán)的自旋頻率為10～1000Hz。

可選地，所述激光制孔設(shè)備制得的孔的直徑為0.5～100mm。

可選地，所述工裝臺(tái)上放置有待加工的工件；所述工件為復(fù)合材料。

可選地，所述復(fù)合材料包括碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料、芳綸纖維復(fù)合材料中的任一種。

根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，還提供了一種激光制孔的方法，將自旋的脈沖激光束在工件的待加工位置處作圓周運(yùn)動(dòng)形成切削環(huán)，直到所述切削環(huán)沿所述工件的厚度方向連通，即可在所述工件上得到孔。

可選地，所述脈沖激光束選自飛秒激光、皮秒激光、納秒激光、毫秒激光中的任一種。

可選地，所述脈沖激光束的波長(zhǎng)為266～1020nm。

可選地，所述自旋的脈沖激光束形成自旋環(huán)。

可選地，所述自旋環(huán)的自旋半徑為0.1～2mm。

可選地，所述自旋環(huán)的自旋頻率為10～1000Hz。

可選地，所述孔的直徑為0.5～100mm。

可選地，所述工件為復(fù)合材料。

優(yōu)選地，所述復(fù)合材料包括碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料玻璃纖維復(fù)合材料、芳綸纖維復(fù)合材料中的任一種。

本申請(qǐng)中，“自旋半徑”，是指脈沖激光束由于自旋所形成的自旋環(huán)的半徑。

本申請(qǐng)中，由于脈沖激光束自旋，在工件的待加工位置形成在徑向方向連通的圓狀下凹結(jié)構(gòu)，即圓狀的自旋凹槽。