[實用新型]單形狀深微孔激光加工系統

有效

• 申請號: 201921816343.X
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN210649039U
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 楊波
• 申請（專利權）人: 常州英諾激光科技有限公司;江蘇微納激光應用技術研究院有限公司
• 主分類號: B23K26/34
• 分類號: B23K26/34;B33Y30/00
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 趙慧

本實用新型涉及一種單形狀深微孔激光加工系統，本單形狀深微孔激光加工系統包括：激光器、激光輸出控制單元和聚焦透鏡；其中所述激光器適于發出激光后，并經過激光輸出控制單元進行光束轉換輸出至聚焦透鏡，由聚焦透鏡將激光進行聚焦后射至密封腔內基板上待加工零件上進行熔融；以及所述激光輸出控制單元還適于遮擋激光，以停止激光對待加工零件進行熔融；所述激光輸出控制單元通過反復控制激光進行輸出或截止，以完成對基板上待加工零件深微孔加工；本實用新型通過在空間上通過電動擋板對光路的遮擋/非遮擋，進行深微孔的3D打印，減少了振鏡等激光運動光學模組，結構趨于簡單，減少系統集成成本。

技術領域

本實用新型涉及一種激光打孔領域，尤其涉及一種單形狀深微孔激光加工系統。

背景技術

零件的深微孔加工技術，一直以來是制造加工的難點，設所需加工的孔的直徑為D，深度為H，空的深徑比λ=H/D，目前的深微孔加工技術有：通過車、銑、鉆等機加工模式加工深微孔，考慮到加工所需刀具的剛性、刀具的深徑比限制，該種方式只能加工直徑≥0.5mm，深度≤5mm的微孔，無法實現微米、納米級別的深微孔加工；通過超短脈沖激光燒蝕技術加工深微孔，由于衍射規律的限制，聚焦光斑尺寸不可能小于半個波長，但是，超短脈沖激光具有極高的峰值能量，和物質相互作用可誘發多光子吸收，達到亞衍射極限，加工尺度可遠小于聚焦光斑斑，微孔直徑達到亞微米、納米量級，該種加工方式的缺陷在于對于加工D≤300um的孔，其λ一般≤20，很難實現深孔加工；通過激光3D打印+機加工的方式制造深微孔，其原理是：將所需零件根據切片軟件按一定厚度（10um-40um）切片，然后在基板上按零件切片厚度逐層熔融堆積，在堆積一定厚度（1mm-3mm）后，利用銑削、鉆孔等加工模式加工所需微孔，然后再熔融堆積，如此反復直至完成加工，該種方式將所需的深微孔分解成λ較小的“淺”微孔加工，是一種復合加工模式；該種方式雖然能很好地完成深微孔加工，但是將激光增材制造設備與傳統機加工模式相結合，整個加工過程工藝繁瑣復雜，加工效率低下，且對設備的集成度要求很高，增材制造設備集成機加工設備成本較高。

例如專利申請號201620126565.9提到的一種激光粉末成型機，適用于大批量零件制造，而不能夠實現對零件的深孔加工。

因此，亟需開發一種新的單形狀深微孔激光加工系統，以解決上述問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種單形狀深微孔激光加工系統，以解決如何通過對激光光路進行遮擋或非遮擋以對密封腔內待加工零件上實現3D打印深微孔的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種單形狀深微孔激光加工系統，其包括：激光器、激光輸出控制單元和聚焦透鏡；其中所述激光器適于發出激光后，并經過激光輸出控制單元進行光束轉換輸出至聚焦透鏡，由聚焦透鏡將激光進行聚焦后射至密封腔內基板上待加工零件上進行熔融；以及所述激光輸出控制單元還適于遮擋激光，以停止激光對待加工零件進行熔融；所述激光輸出控制單元通過反復控制激光進行輸出或截止，以完成對基板上待加工零件深微孔加工。

進一步，所述激光輸出控制單元包括：電動擋板；所述電動擋板適于移動至激光射出路徑上，以擋住激光；或移離激光射出路徑，以使激光正常通過。

進一步，所述激光輸出控制單元還包括：光學模塊；所述光學模塊適于將激光器射出的高斯光束轉換為貝塞爾光束。

進一步，所述光學模塊包括：貝塞爾模組；所述貝塞爾模組通過一棱錐鏡將激光器射出的高斯光束轉換為貝塞爾光束。

進一步，所述密封腔內充填滿惰性氣體。

進一步，所述密封腔內設置有送粉缸、裝有基板的成型缸和刮刀；所述刮刀適于將送粉缸內粉末鋪滿成型缸上基板上。