一种激光加工装置及方法制造方法及图纸

一种激光加工装置包括：支撑件，用于固定待加工工件；激光器，用于接收启动指令发送激光束；扩束器，用于将所述激光束扩束整形后，输出具有均匀能量密度的激光束；扫描振镜，用于调整所述激光束的角度，将激光束汇聚在激光加工的位置；聚焦镜，用于根据所述激光加工的位置，将所述激光束聚焦在工件上形成光斑进行加工；液体槽，置于所述工件的下方，用于存储可降温的液体，当加工时升温导致存储的可降温的液体汽化时，带走所述工件的热量；吸水体，置于所述工件下方的所述液体槽中，所述吸水体的上表面与所述工件的下表面接触，用于吸收液体，将液体附着于所述吸水体的表面对所述工件持续进行冷却。此外，还提供一种激光加工方法。

A laser processing device and method

A laser processing device, which includes a support, used to fix the workpiece to be processed; a laser, used for receiving a starting instruction to send a laser beam; a beam expander, which is used to output a laser beam with a uniform energy density after the beam is expanded, and a scanning vibrating mirror is used to adjust the angle of the laser beam and beam the laser beam. The location of laser processing; a focus lens used to process the laser beam on the workpiece by focusing on the workpiece based on the position of the laser processed; a liquid slot, under the workpiece, is used to store the cooling liquid, and when the temperature is cooled, the stored liquid is vaporized while the processing is heated. The heat of the workpiece is absorbed into the liquid trough below the workpiece, the upper surface of the water body contacts the lower surface of the workpiece and is used to absorb the liquid, and the liquid is attached to the surface of the water body to keep cooling the workpiece. In addition, a laser processing method is also provided.

【技术实现步骤摘要】
一种激光加工装置及方法
本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种激光加工装置及方法。
技术介绍
激光加工是激光系统最常用的应用。根据激光束与材料相互作用的机理，大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程。在实际应用中，激光作用到材料上会产生很高的温度，导致材料损坏或严重的边缘烧蚀，为了减小烧蚀对材料的影响程度，通过引入冷却液在激光加工过程中加速冷却，传统的方法包括将材料直接浸在水中，或者是采用表面喷射水的方法，由于激光束经过水会产生折射和散射，因此会影响到激光加工的效果，所以需要平整的水面以及稳定的水流才能得到稳定的加工效果。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术实施例提供一种激光加工装置及方法，本装置采用吸水性强的吸水体撑托在工件下方，不仅能够用水快速散热，而且水被约束在吸水体上，不会影响激光束的传输，减小了激光的折射和散射对加工时的热影响，进一步稳定了激光加工的质量。本专利技术实施例提供的一种激光加工装置，所述激光加工装置包括：支撑件、激光器、扩束器、扫描振镜、聚焦镜、液体槽及吸水体，所述支撑件，置于所述液体槽中，用于固定待加工工件；所述激光器，用于接收启动指令发送激光束；所述扩束器，用于接收所述激光器发送的激光束，并将所述激光束扩束整形后，输出具有均匀能量密度的激光束至所述扫描振镜；所述扫描振镜，用于接收所述有均匀能量密度的激光束，并调整所述有均匀能量密度的激光束的角度，将所述有均匀能量密度的激光束汇聚在所述聚焦镜上；所述聚焦镜，用于根据工件加工的位置，将所述激光束聚焦在所述工件上形成光斑进行加工；所述液体槽，置于所述工件的下方，用于存储可降温的液体，当加工时升温导致存储的可降温的液体汽化时，带走所述工件的热量；吸水体置于所述工件下方的所述液体槽中，所述吸水体的上表面与所述工件的下表面接触，用于吸收液体，将液体附着于所述吸水体的表面对所述工件持续进行冷却。可选地，所述支撑件为至少一个圆形或方形的柱体。可选地，所述扫描振镜位于所述扩束镜与所述聚焦镜之间，所述扫描振镜包括用于将输出的激光束偏转的扫描镜以及调节激光束直径的振镜。可选地，所述液体槽存储的可降温的液体可以为水或酒精。可选地，所述吸水体可以为海绵体或棉布。本专利技术实施例提供的一种激光加工方法，通过置于液体槽中的支撑件固定待加工工件；激光器接收启动指令发送激光束；扩束器接收所述激光束，并将所述激光束扩束整形后，输出具有均匀能量密度的激光束；扫描振镜接收所述有均匀能量密度的激光束，并调整所述有均匀能量密度的激光束的角度，将所述有均匀能量密度的激光束汇聚在聚焦镜上；所述聚焦镜根据工件加工的位置，将所述有均匀能量密度的激光束聚焦在所述工件上形成光斑进行加工；当加工时升温导致所述液体槽中存储的可降温的液体汽化时，带走所述工件的热量；吸水体置于所述工件下方的所述液体槽中，所述吸水体的上表面与所述工件的下表面接触吸收液体，将液体附着于所述吸水体的表面对所述工件持续进行冷却。可选地，所述支撑件为至少一个圆形或方形的柱体。可选地，所述可降温的液体为水或酒精。可选地，所述吸水体可以为海绵体或棉布。本专利技术实施例的激光加工装置及方法，能够利用液体升华汽化后带走激光加工过程中产生的热量，快速降温减小了激光加工的烧蚀对工件材料的影响程度，而且通过吸水体持续吸水使得降温液体始终附着于吸水体的表面持续有效的进行降温，而且平稳的液体面不会影响激光束的传输，减小了激光的折射和散射对加工时的热影响，进一步稳定了激光加工的质量。附图说明图1是本专利技术一实施例的激光加工装置的模块示意图。图2是本专利技术一实施例的激光加工装置的结构示意图。图3是本专利技术一实施例的激光加工方法流程示意图。具体实施方式图1是本专利技术一实施例的激光加工装置的模块示意图，激光加工属于无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。激光加工柔性大主要用于切割、表面处理、焊接、打标和打孔等。请一并参阅图1及图2，所述激光加工装置100通过热加工的方式将激光束投射到工件200上产生的热效应来完成加工过程。所述激光加工装置100包括：支撑件101、激光器103、扩束器105、扫描振镜107、聚焦镜109、液体槽111及吸水体113，支撑件101，置于所述液体槽111中，用于固定待加工工件；在一些实施例中，所述支撑件101为至少一个圆形或方形的柱体。所述支撑件101的方向、形状及数量可以适配于任何工件200，举例说明，当所述工件200为图1所述的方块体时，所述支撑件101可为两个或多个圆柱体，还可以为两个或多个方柱体。当所述工件200为横向的圆柱体时，所述支撑件101可为两个或多个Y形的柱体，用于将所述横向的圆柱体固定于Y形的开口中。待加工的工件200可以为多种金属、非金属材料的，也可以为高硬度、高脆性及高熔点的材料。激光器103，用于接收启动指令发送激光束；在一些实施例中，所述激光器103根据工件200的材料特性和加工要求进行选择，所述激光器103可以为分气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器、染料激光器及自由电子激光器等中的至少一种。扩束器105，用于接收所述激光器103发送的激光束，并将所述激光束扩束整形后，输出具有均匀能量密度的激光束至所述扫描振镜107；在一些实施例中，所述扩束器105位于所述激光束输出光束的光路上，扩束器105是一种常用的光束变换器。通常有两种结构的扩束结构：倒开普勒结构与倒伽利略结构。倒开普勒结构的扩束器是一个小焦距凸透镜与一个大焦距凸透镜同轴串联构成，且小焦距凸透镜的物方焦点与大焦距凸透镜的像方焦点重合。在本专利技术实施例中，所述扩束器105是由凸透镜与凹透镜组成的，由于凹透镜的加入，使有限空间下扩束倍率的调节范围得以提高，凹透镜以及凸透镜的选择可以实现在相同的扩束比的前提下利用最小的轴向空间且可调节的范围大，可以应用于更高功率激光系统的扩束。扫描振镜107，用于接收所述有均匀能量密度的激光束，并调整所述有均匀能量密度的激光束的角度，将有均匀能量密度的激光束汇聚在所述聚焦镜109上；在一些实施例中，所述扫描振镜107位于所述扩束镜103与所述聚焦镜109之间，所述扫描振镜107包括用于将输出激光束偏转的扫描镜以及调节光束直径的振镜。当所述激光束被扫描振镜107反射后，所述扫描振镜107在马达的带动下高速的来回延轴旋转，达到改变激光光束路径的目的。聚焦镜109，用于根据工件200加工的位置，将所述激光束聚焦在工件200上形成光斑进行加工；在一些实施例中，所述聚焦镜109每束激光束透过聚焦镜109后聚焦形成光斑，以进行工件200的加工。在目前激光设备的聚焦系统中，普遍采用的是传统的单片或者多片式球面聚焦镜。液体槽111，置于所述工件200的下方，用于存储可降温的液体，当加工时升温导致存储的可降温的液体汽化时，带走所述工件200的热量；在一些实施例中，所述液体槽111中存储的可降温的液体为水或酒精。如图1所述，所述液体槽111为上方开口的长方体，盛载可降温的液体水或者酒精，所述液体槽111的形状可以根据工件200的形状进行适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置包括：支撑件、激光器、扩束器、扫描振镜、聚焦镜、液体槽及吸水体，所述支撑件，置于所述液体槽中，用于固定待加工工件；所述激光器，用于接收启动指令发送激光束；所述扩束器，用于接收所述激光器发送的激光束，并将所述激光束扩束整形后，输出具有均匀能量密度的激光束至所述扫描振镜；所述扫描振镜，用于接收所述有均匀能量密度的激光束，并调整所述有均匀能量密度的激光束的角度，将所述有均匀能量密度的激光束汇聚在所述聚焦镜上；所述聚焦镜，用于根据工件加工的位置，将所述有均匀能量密度的激光束聚焦在所述工件上形成光斑进行加工；所述液体槽，置于所述工件的下方，用于存储可降温的液体，当加工时升温导致存储的可降温的液体汽化时，带走所述工件的热量；所述吸水体，置于所述工件下方的所述液体槽中，所述吸水体的上表面与所述工件的下表面接触，用于吸收液体，将液体附着于所述吸水体的表面对所述工件持续进行冷却。

【技术特征摘要】
1.一种激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置包括：支撑件、激光器、扩束器、扫描振镜、聚焦镜、液体槽及吸水体，所述支撑件，置于所述液体槽中，用于固定待加工工件；所述激光器，用于接收启动指令发送激光束；所述扩束器，用于接收所述激光器发送的激光束，并将所述激光束扩束整形后，输出具有均匀能量密度的激光束至所述扫描振镜；所述扫描振镜，用于接收所述有均匀能量密度的激光束，并调整所述有均匀能量密度的激光束的角度，将所述有均匀能量密度的激光束汇聚在所述聚焦镜上；所述聚焦镜，用于根据工件加工的位置，将所述有均匀能量密度的激光束聚焦在所述工件上形成光斑进行加工；所述液体槽，置于所述工件的下方，用于存储可降温的液体，当加工时升温导致存储的可降温的液体汽化时，带走所述工件的热量；所述吸水体，置于所述工件下方的所述液体槽中，所述吸水体的上表面与所述工件的下表面接触，用于吸收液体，将液体附着于所述吸水体的表面对所述工件持续进行冷却。2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述支撑件为至少一个圆形或方形的柱体。3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述扩束镜由凸透镜及凹透镜组成。4.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述扫描振镜位于所述扩束镜与所述聚焦镜之间，所述扫描振镜包括用于将输出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵华龙，武杰杰，
申请(专利权)人：深圳中科光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44