[發明專利]一種用于拋光的激光空化裝置和方法

在審

• 申請號: 202210544009.3
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114871569A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 劉澳;任旭東;顧嘉陽;羅春暉;童照鵬;戴子杰;羅忠森
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/352;B23K26/06
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 陳佳佳

1.一種用于拋光的激光空化裝置，包括升降臺(20)，所述升降臺(20)上固定安裝有工作臺(23)，所述工作臺(23)上設置有工作池(24)，其特征在于，所述工作池(24)上方分別設置有激光發射裝置和拋光液輸送器(12)，所述工作池(24)內部安裝有拋光臺(17)，所述工作臺(23)內部安裝有電機(21)，所述電機(21)的輸出軸與所述拋光臺(17)固定在一起，所述拋光臺(17)上固定有拋光墊(16)，所述拋光墊(16)緊貼于材料(15)的底面，所述材料(15)通過固定環(13)進行位置固定，所述激光發射裝置發射的激光聚焦于所述材料(15)的上方位置。

2.根據權利要求1所述的一種用于拋光的激光空化裝置，其特征在于，所述激光發射裝置包括激光器控制器(4)、激光器(5)、凹透鏡(6)、凸透鏡(7)、反射鏡(9)和凸透鏡(10)，所述激光器控制器(4)、激光器(5)、凹透鏡(6)、凸透鏡(7)、反射鏡(9)和凸透鏡(10)光路連接在一起，所述凸透鏡(10)聚焦的激光焦點位于所述材料(15)的上方。

3.根據權利要求2所述的一種用于拋光的激光空化裝置，其特征在于，所述工作池(24)的一側設置有高速攝像機(14)，另外一側設置有照明光源(2)，所述工作池(24)內設置有光纖探頭(8)，所述光纖探頭(8)與所述示波器(3)連接，所述示波器(3)和所述高速攝像機(14)均與控制中心(1)連接。

4.根據權利要求3所述的一種用于拋光的激光空化裝置，其特征在于，所述電機(21)、所述激光器控制器(4)、所述照明光源(2)、所述拋光液輸送器(12)和所述升降臺(20)均與所述控制中心(1)連接。

5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種用于拋光的激光空化裝置，其特征在于，所述固定環(13)包括外環(13-1)和內環(13-2)，所述外環(13-1)和所述內環(13-2)之間通過若干彈簧(13-3)固定連接在一起，所述外環(13-1)固定在所述工作池(24)的內壁面上，所述材料(15)固定在所述內環(13-2)內。

6.根據權利要求1或2或3或4所述的一種用于拋光的激光空化裝置，其特征在于，所述電機(21)的輸出軸與所述工作池(24)內的拋光液通過密封圈(22)進行密封。

7.根據權利要求1或2或3或4所述的一種用于拋光的激光空化裝置，其特征在于，所述工作池(24)和所述工作臺(23)為一體化裝置。

8.一種用于拋光的激光空化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：用砂紙對材料(15)的上下兩個端面進行雙面打磨，完成后固定在內環(13-3)中，將固定環(13)整體放于工作池(24)中，使外環(13-1)與工作池內壁相配合固定，從而使材料(15)固定于拋光墊(16)上，調節激光裝置的透鏡組使其中心位于同一直線上；

S2：通過控制中心(1)使拋光液輸送器(12)向工作池(24)中添加拋光液，打開激光器(5)與高速攝像機(14)對拋光進行前期處理，調節升降臺(22)的高度使空泡(11)與材料表面的距離達到最優離焦量，通過激光器控制器(4)調至初始作用能量；

S3：材料上表面激光空化拋光開始后，通過控制中心(1)啟動電機(21)使拋光臺(17)旋轉，材料（15）的下表面與拋光墊（16）之間的化學機械拋光開始，拋光液輸送器(12)不斷向工作池(24)中補充拋光液；

S4：打開水聽器，光纖探頭(8)將空泡(11)潰滅的聲信號轉化為電信號傳遞至示波器(3)中，高速攝像機(14)對空泡以及沖擊波、水射流的影像進行采集，根據所得的參數進行調節，進一步提高材料表面的拋光精度，拋光完成后取出材料。