[發(fā)明專利]一種激光拋光與表面改性設(shè)備

在審

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• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113351996A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎萬烙;肖海兵;周泳全;黃錦輝;古順;陳詣;楊碧新
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/064;B23K26/70;C21D1/09
• 代理公司: 深圳市華勤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

本發(fā)明公開了一種激光拋光與表面改性設(shè)備，包括機(jī)箱和設(shè)于所述機(jī)箱內(nèi)部的激光發(fā)生器以及設(shè)于所述機(jī)箱上的光束整形器、用于放置工件的裝載機(jī)構(gòu)和用于控制所述激光發(fā)生器出射激光的計算機(jī)，所述光束整形器包括用于將所述激光發(fā)生器出射的高斯光束轉(zhuǎn)換為平頂光束的DOE轉(zhuǎn)換器以及用于將所述平頂光束照射于工件表面的掃描振鏡，所述裝載機(jī)構(gòu)設(shè)于所述掃描振鏡的下方。與傳統(tǒng)拋光技術(shù)相比，本發(fā)明采用激光拋光與表面改性技術(shù)，具有無污染、高效率、易自動化的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面改性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光拋光與表面改性設(shè)備。

背景技術(shù)

激光拋光是利用激光與材料表面相互作用進(jìn)行表面加工的，是利用激光的熱效應(yīng)，通過加熱、熔化等過程，降低表面粗糙度一種綠色制造方法。激光拋光是一種非接觸拋光，不僅能對平面進(jìn)行拋光，還能對各種曲面進(jìn)行拋光。同時對環(huán)境的污染小，可以實現(xiàn)局部拋光與表面改性。表面改性技術(shù)是指采用某種工藝手段使材料表面獲得與其基體材料的組織結(jié)構(gòu)、性能不同的一種技術(shù)。材料經(jīng)表面改性處理后，既能發(fā)揮基體材料的力學(xué)性能，又能使材料表面獲得各種特殊性能(如耐磨，耐高溫，合適的射線吸收等)。

傳統(tǒng)的表面改性技術(shù)一般包括噴丸和化學(xué)熱處理等，噴丸是在受噴材料在結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的一種冷加工方法，是將彈丸在很高速度下撞擊受噴工件表面而完成的，噴丸可應(yīng)用于表面清理、光整加工、噴丸成型、噴丸校正、噴丸強(qiáng)化等方面；化學(xué)熱處理是將金屬零件放在某種介質(zhì)中加熱、保溫、冷卻，使介質(zhì)中的某些元素滲入工件表面，從而改變工件表層成分、組織和性能的熱處理方法。然而，這些傳統(tǒng)的表面改性技術(shù)存在明顯的缺點，比如不環(huán)保、低效率等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提出一種激光拋光與表面改性設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有的傳統(tǒng)拋光與表面改性技術(shù)所存在的高耗能、低效率、不環(huán)保等技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種激光拋光與表面改性設(shè)備，包括機(jī)箱和設(shè)于所述機(jī)箱內(nèi)部的激光發(fā)生器以及設(shè)于所述機(jī)箱上的光束整形器、用于放置工件的裝載機(jī)構(gòu)和用于控制所述激光發(fā)生器出射激光的計算機(jī)，所述光束整形器包括用于將所述激光發(fā)生器出射的高斯光束轉(zhuǎn)換為平頂光束的DOE(Diffractive Optical Element，衍射光學(xué)元件)轉(zhuǎn)換器以及用于將所述平頂光束照射于工件表面的掃描振鏡，所述裝載機(jī)構(gòu)設(shè)于所述掃描振鏡的下方。

優(yōu)選地，所述掃描振鏡包括用于調(diào)節(jié)所述平頂光束直徑的擴(kuò)束鏡以及用于調(diào)節(jié)所述平頂光束發(fā)散角的移動鏡和聚焦鏡。

優(yōu)選地，所述裝載機(jī)構(gòu)包括安裝在所述機(jī)箱上的定位調(diào)節(jié)組件以及安裝在所述定位調(diào)節(jié)組件上的載物臺。

優(yōu)選地，所述定位調(diào)節(jié)組件包括可分別沿X軸、Y軸、Z軸方向移動的直線模組以及與所述直線模組連接的連接板。

優(yōu)選地，所述載物臺上設(shè)有用于放置工件的密封腔以及若干用于連接所述連接板的第一安裝孔，所述第一安裝孔分布在所述密封腔周側(cè)。

優(yōu)選地，所述直線模組包括絲桿、套設(shè)于所述絲桿上的螺母、與所述螺母連接的滑塊以及用于驅(qū)動所述絲桿轉(zhuǎn)動的電機(jī)。

優(yōu)選地，所述連接板上設(shè)有若干用于固定所述載物臺的第二安裝孔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的有益技術(shù)效果在于：

本發(fā)明所提出的一種激光拋光與表面改性設(shè)備，將工件放置在裝載機(jī)構(gòu)內(nèi)，計算機(jī)控制激光發(fā)生器發(fā)射預(yù)設(shè)好參數(shù)的激光，激光經(jīng)過光束整形器，由高斯光束轉(zhuǎn)換為平頂光束，最終照射到工件上，實現(xiàn)激光拋光與表面改性，本發(fā)明所提出的一種激光拋光與表面改性設(shè)備，采用激光表面改性技術(shù)，通過控制激光能量，在工件表面形成熔池，熔池冷卻后，工件表面材料的總質(zhì)量沒有改變，因此，沒有任何附屬殘余物的產(chǎn)生，實現(xiàn)了真正的“綠色制造”，并且，由于激光能量密度高，對非激光照射部位幾乎沒有影響，具有無污染、高效率等優(yōu)點。

附圖說明