[實用新型]一種超硬材料切割橫截面的激光拋光裝置

有效

• 申請號: 202020402263.6
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN212311159U
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 鄒達;熊波波
• 申請（專利權）人: 英諾激光科技股份有限公司
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/362;B23K26/064;B23K26/08;B23K26/0622
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 巫苑明

本實用新型公開了一種超硬材料切割橫截面的激光拋光裝置，包括可沿X軸和Y軸方向移動的XY平臺以及兩組對稱設于XY平臺上方的第一激光拋光裝置和第二激光拋光裝置；所述第一激光拋光裝置包括豎直設于XY平臺上方的第一激光燒蝕頭、用于發射激光的納秒激光器以及將激光傳輸入第一激光燒蝕頭內的第一光路傳導鏡組；所述第二激光拋光裝置包括豎直設于XY平臺上方的第二激光燒蝕頭、用于發射激光的飛秒激光器以及將激光傳輸入第二激光燒蝕頭內的第二光路傳導鏡組。本實用新型中在激光拋光裝置內設計有雙激光系統，從而采用單一的激光拋光裝置即可完成不同的激光加工，具有結構簡單、加工操作方便和適用性廣的特點。

技術領域

本實用新型屬于激光拋光技術領域，具體涉及一種超硬材料切割橫截面的激光拋光裝置。

背景技術

超硬材料(Superhard Material)，顧名思義，是指硬度特別高的材料，比如金剛石、立方氮化硼(PCBN)、碳化硅以及一些硬質合金等。超硬材料適于用來制造加工其它材料的工具，尤其是在加工硬質材料方面，具有無可比擬的優越性，占有不可替代的重要地位。

正是因為超硬材料的高硬度特點，傳統機械加工這種材料具有非常大的挑戰，激光加工作為一種新型加工技術，具有高效率、高柔性等優點，非常適合超硬材料的切割，但激光切割超硬材料的橫截面會產生很多條紋，一般是不希望存在的，所以去除條紋并拋光也需要通過激光實現；它通過一個聚焦的激光束斑作用在粗糙的原始材料表面，造成材料表面凸起薄層的熔化和蒸發。熔化的材料，由于材料本身的表面張力和重力的作用發生流動，填補材料表面凹陷處并發生凝固，最終得到理想的拋光材料表面，激光在材料表面拋光應用具有其潛在的各種優勢，其不僅具有可選擇的拋光速度，無化學污染，拋光過程可檢測性，而且是一種非接觸加工方法，可以通過計算機來控制，對于復雜的材料表面幾何，激光拋光也能快速實現微米尺度的拋光，并且對于不同的材料表面，激光可以選擇不同的輸出能量和頻率特性；但現有的激光拋光裝置對切割橫截面的拋光效果不理想且適用性差，一般為單激光系統，在需要使用兩種或兩種以上激光系統進行加工時，需要在多個激光拋光裝置來回加工，整體加工步驟繁瑣且復雜。

實用新型內容

本實用新型目的在于為克服現有的技術缺陷，提供一種超硬材料切割橫截面的激光拋光裝置，其內設計有雙激光系統，從而采用單一的激光拋光裝置即可完成不同的激光加工，具有結構簡單、加工操作方便和適用性廣的特點。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種超硬材料切割橫截面的激光拋光裝置，包括可沿X軸和Y軸方向移動的XY平臺以及兩組對稱設于XY 平臺上方的第一激光拋光裝置和第二激光拋光裝置；所述第一激光拋光裝置包括豎直設于XY平臺上方的第一激光燒蝕頭、用于發射激光的納秒激光器以及將激光傳輸入第一激光燒蝕頭內的第一光路傳導鏡組；所述第二激光拋光裝置包括豎直設于XY平臺上方的第二激光燒蝕頭、用于發射激光的飛秒激光器以及將激光傳輸入第二激光燒蝕頭內的第二光路傳導鏡組。

進一步的，所述納秒激光器和飛秒激光器朝相反方向水平設置，所述第一光路傳導鏡組和第二光路傳導鏡組均包括兩個呈45度角傾斜并相對設置的第一反射鏡和第二反射鏡，所述第一反射鏡用于接收納秒激光器或飛秒激光器發出的激光束并將激光束縱向傳輸至第二反射鏡，所述第二反射鏡用于接收第一反射鏡傳輸來的激光束并將激光束橫向傳輸至第一激光燒蝕頭或第二激光燒蝕頭。

進一步的，所述第一反射鏡與納秒激光器和飛秒激光器之間均設有擴束鏡。

進一步的，所述第一激光燒蝕頭或第二激光燒蝕頭均包括由上往下依次設置的掃描振鏡和場鏡，通過所述掃描振鏡接收所述第二反射鏡傳輸來的激光束。

進一步的，所述納秒激光器采用波長為515～532nm的綠光或1030～1064nm 的紅外光，脈寬為50～100ns，頻率100～300KHz；所述飛秒激光器采用波長為 515～532nm的綠光或1030～1064nm的紅外光，脈寬為50～900fs，頻率150～1000KHz。