伽马射线束聚焦加工设备制造技术

本发明专利技术涉及特种加工领域，具体涉及了一种伽马射线束聚焦加工设备，包括基座、聚焦装置和多个伽马射线组件。聚焦装置为中空的球冠结构，聚焦装置固设在基座上，聚焦装置的球冠上均匀地布设多个聚焦孔，多个伽马射线组件一一对应地设在多个聚焦孔上；伽马射线组件包括伽马射线源和准直装置，伽马射线源设在准直装置的一端，准直装置的另一端穿过聚焦孔，使得从准直装置射出的伽马射线重合于聚焦装置的球心；本发明专利技术实现单束伽马射线对工件无损伤，而多束射线聚焦点成为高能量斑点，在不伤害工件外表面的情况下，能够对工件内部进行加工，可应用于复杂内部结构成型与雕刻、工艺品内雕、电子封装、特种器件制造等工业领域。

Gamma ray beam focusing processing equipment

The invention relates to the field of special processing, in particular to a gamma ray beam focusing processing equipment, which comprises a base, a focusing device and a plurality of gamma ray components. The focusing device is a hollow spherical crown structure. The focusing device is fixed on the base. A plurality of focusing holes are arranged evenly on the ball crown of the focusing device. A plurality of gamma ray components are arranged on a number of focusing holes one by one. The gamma ray assembly includes the gamma ray source and the collimator, and the gamma ray source is located at the end of the collimator. The other end of the collimator passes through the focusing hole so that the gamma rays emitted from the collimator are relocated to the center of the focusing device; the invention realizes no damage to the workpiece by the single beam gamma ray, and the multi beam focus focus becomes a high energy spot, and can be processed inside the workpiece without injure the outer surface of the workpiece. It can be applied to complex internal structure forming and carving, handicraft carving, electronic packaging, special device manufacturing and other industrial fields.

【技术实现步骤摘要】
伽马射线束聚焦加工设备
本专利技术涉及特种加工领域，特别是涉及一种伽马射线束聚焦加工设备。
技术介绍
在复杂内部结构成型或雕刻、内部材料改性、工艺品内雕、电子封装、特种器件制造等工业领域，在实际的加工中，当工件需要被加工出特定的内部特征时，尤其是针对高精度的复杂内部结构的内加工，同时要求不破坏工件的外表面，若使用传统的加工方法，如线切割、钻具、激光切割等方法将无法完成，而内雕技术却是解决之道。目前的内雕加工使用的均是激光束聚焦加工，但只能对透明物体进行内部雕刻，无法对不透明的物体的内部进行无外表面损伤的雕刻。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种伽马射线束聚焦加工设备，利用伽马射线可以穿透非透明工件的特性，实现单束伽马射线对工件无损伤，而多束射线聚焦点成为高能量斑点，进而对工件的内部进行加工。基于此，本专利技术提供了一种伽马射线束聚焦加工设备，包括基座、聚焦装置和多个伽马射线组件。所述聚焦装置为中空的球冠结构，由防伽马射线穿透的材料制成，所述聚焦装置固设在所述基座上，所述聚焦装置的球冠上均匀地布设有多个聚焦孔，多个所述伽马射线组件一一对应地设在多个所述聚焦孔上；所述伽马射线组件包括伽马射线源和准直装置，所述准直装置由防伽马射线穿透的材料制成，是通过屏蔽宽束辐射而获得窄束辐射的屏蔽设备，实现单束伽马射线对工件无损伤，而多束射线能够聚焦成为高能量斑点；所述伽马射线源设在准直装置的一端，所述准直装置的另一端穿过所述聚焦孔，使得从所述准直装置射出的伽马射线重合于所述聚焦装置的球心。作为优选的，所述基座上设有导轨组件，所述聚焦装置的球冠开口和所述导轨组件相对设置，所述导轨组件包括相互垂直设置的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和第二导轨均平行于水平面，所述第一导轨固设于所述基座，所述第二导轨的两端通过第一滑块活动地配合连接于所述第一导轨，所述第二导轨上活动地配合连接有第二滑块，所述第二滑块上设有工件夹持器。作为优选的，所述导轨组件上设有机械臂，所述机械臂的一端固定连接于所述第二滑块，所述机械臂的另一端设有所述工件夹持器。作为优选的，所述机械臂包括通过关节机构相连接的第一臂、第二臂和第三臂，多个所述关节机构的轴线相互平行，实现多向转动，所述第一臂上设有所述工件夹持器，所述第三臂固定连接于所述第二滑块。作为优选的，还包括防辐射壳体，由防伽马射线穿透的材料制成，所述基座、聚焦装置和多个伽马射线组件均设于所述防辐射壳体内。本专利技术的伽马射线束聚焦加工设备，包括伽马射线组件和呈中空球冠结构的聚焦装置，伽马射线组件由伽马射线源和准直装置组成，聚焦装置的球冠上均匀的布设多个聚焦孔，多个伽马射线组件一一对应地设在多个聚焦孔上，使得从准直装置射出的伽马射线均重合于聚焦装置的球心。伽马射线可穿透非透明的工件，在不伤害工件外表面的情况下，能够对工件内部进行加工。附图说明图1是本专利技术实施例的伽马射线束聚焦加工设备的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例的伽马射线束聚焦加工设备的聚焦装置示意图；图3是本专利技术实施例的伽马射线束聚焦加工设备的机械臂结构示意图。其中，1、基座；2、聚焦装置；21、聚焦孔；22、球心；3、伽马射线组件；31、伽马射线源；32、准直装置；4、导轨组件；41、第一导轨；42、第二导轨；43、第一滑块；44、第二滑块；5、机械臂；51、工件夹持器；52、第一臂；53、第二臂；54、第三臂；55、关节机构；6、防辐射壳体。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。结合图1至图3所示，示意性地显示了本专利技术的伽马射线束聚焦加工设备，包括基座1、聚焦装置2和多个伽马射线组件3，聚焦装置2为中空的球冠结构，聚焦装置2固设在基座1上，聚焦装置2的球冠上均匀地布设有多个聚焦孔21，多个伽马射线组件3一一对应地设在多个聚焦孔21上；伽马射线组件3包括伽马射线源31和准直装置32，伽马射线源31可以选取同步辐射加速器的钴60或者使用X射线轰击铪178-m2作为高能伽马射线发射源，其中，自然界不存在铪178-m2，因此它由加速器产生的质子轰击钽原子核生成；准直装置32通过屏蔽宽束辐射获得窄束辐射，实现单束伽马射线对工件无损伤，而多束射线能够聚焦成为高能量斑点；伽马射线源31设在准直装置32的一端，准直装置32的另一端穿过聚焦孔21，使得从准直装置32射出的伽马射线重合于聚焦装置2的球心22，射线聚焦点球心22相当于刀具或激光加工的高能量斑点；准直装置32和聚焦装置2为中空的球冠结构均由防伽马射线穿透的材料制作。伽马射线可穿透非透明的工件，在不伤害工件外表面的情况下，能够对工件内部进行加工，该设备可用于树脂、硅胶、石蜡、塑料、金属、玻璃、水晶等材料组成的工程结构件的刻蚀加工。基座1上设有导轨组件4，聚焦装置2的球冠开口和导轨组件4相对设置，导轨组件4包括相互垂直设置的第一导轨41和第二导轨42，第一导轨41和第二导轨42均平行于水平面，第一导轨41固设于基座1，第二导轨42的两端通过第一滑块43活动地配合连接于第一导轨41，第二导轨42上活动地配合连接有第二滑块44；导轨组件4上还设有机械臂5，机械臂5的一端固定连接于第二滑块44，机械臂5的另一端设有工件夹持器51；机械臂5和导轨组件4相互配合，可改变工件在聚焦装置2中的位置和姿态，实现动态加工。具体地，机械臂5包括通过关节机构55相连接的第一臂52、第二臂53和第三臂54，多个关节机构55的轴线相互平行，第一臂52上设有工件夹持器51，第三臂54固定连接于第二滑块44。上述机构用于夹持工件，结合控制系统，实现动态加工轨迹。本专利技术是固定伽马射线束聚焦加工设备，相当于刀具的射线聚焦点球心22保持不动，通过改变工件位置和姿态，实现动态加工；也可以采用工件保持不动，控制射线聚焦点球心22的三维运动，实现动态加工。为了防止辐射泄漏和确保加工安全性，该设备还包括防辐射壳体6，基座1、聚焦装置2和多个伽马射线组件3均设于防辐射壳体6内，防辐射壳体6由铅、钨等抗伽马射线辐射穿透的材料制成，构成封闭的安全作业空间。综上所述，本专利技术的伽马射线束聚焦加工设备，包括伽马射线组件3和呈中空球冠结构的聚焦装置2，伽马射线组件3由伽马射线源31和准直装置32组成，聚焦装置2的球冠上均匀的布设多个聚焦孔21，多个伽马射线组件3一一对应地设在多个聚焦孔21上，使得从准直装置32射出的伽马射线均重合于聚焦装置2的球心22。伽马射线可穿透非透明的工件，所述伽马射线束聚焦加工设备实现单束伽马射线对工件无损伤，而多束射线聚焦点成为高能量斑点，在不伤害工件外表面的情况下，能够对工件内部进行加工。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伽马射线束聚焦加工设备，其特征在于，包括基座、聚焦装置和多个伽马射线组件。所述聚焦装置为中空的球冠结构，所述聚焦装置固设在所述基座上，所述聚焦装置的球冠上均匀地布设有多个聚焦孔，多个所述伽马射线组件一一对应地设在多个所述聚焦孔上；所述伽马射线组件包括伽马射线源和准直装置，所述伽马射线源设在所述准直装置的一端，所述准直装置的另一端穿过所述聚焦孔，使得从所述准直装置射出的伽马射线重合于所述聚焦装置的球心。

【技术特征摘要】
1.一种伽马射线束聚焦加工设备，其特征在于，包括基座、聚焦装置和多个伽马射线组件。所述聚焦装置为中空的球冠结构，所述聚焦装置固设在所述基座上，所述聚焦装置的球冠上均匀地布设有多个聚焦孔，多个所述伽马射线组件一一对应地设在多个所述聚焦孔上；所述伽马射线组件包括伽马射线源和准直装置，所述伽马射线源设在所述准直装置的一端，所述准直装置的另一端穿过所述聚焦孔，使得从所述准直装置射出的伽马射线重合于所述聚焦装置的球心。2.根据权利要求1所述的伽马射线束聚焦加工设备，其特征在于，所述基座上设有导轨组件，所述聚焦装置的球冠开口和所述导轨组件相对设置，所述导轨组件包括相互垂直设置的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨固设于所述基座，所述第二导轨的...

【专利技术属性】
技术研发人员：文桂林，刘杰，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44