一种二氧化碳激光器用陶瓷水冷装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种二氧化碳激光器用陶瓷水冷装置，包括镜片安装腔、进水口、冷却腔和出水口，其中：所述的镜片安装腔为定位安装反射镜片的容腔，通过所述镜片安装腔将水冷装置套装于二氧化碳激光器上；所述的进水口为冷却液入口，接通外接水管及动力源；所述的冷却腔为流通、储存冷却液的容腔，通过腔内冷却液的流动带走镜片的热量；所述的出水口为冷却液出口，流出经所述冷却腔的冷却液，外接散热装置后接通动力源，从而形成循环。本发明专利技术可以实现激光器反射镜片的快速冷却。

Ceramic water cooling device for CO2 laser

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳激光器用陶瓷水冷装置
本专利技术涉及激光器领域，具体涉及一种适用于二氧化碳激光器陶瓷水冷装置。
技术介绍
二氧化碳激光器是目前制造工业中一种应用广泛的激光器，它被应用在许多制造工业方面。主要结构包括激光管、光学谐振腔、电源及泵浦，其中光学谐振腔是光波在其中来回反射从而提供光能反馈的空腔，通常由两块与激活介质轴线垂直的平面或凹球面反射镜构成。通常，反射镜选用由K8光学玻璃或光学石英加工成大曲率半径的凹面镜，在镜面上镀有高反射率的金属膜，使得波长为10.6μm的光反射率达98.8％，且化学性质安稳。但因镀膜工艺成本较高，在热量产生不高或者散热要求不高的情况下，常采用抛光未镀膜的金属基底，采用未镀膜的金属作为反射镜片有着成本低、无需担忧膜层随着时间久远而性能下降以及从不同厂家供货所带来的不一致性的矛盾等优势，而存在反射率低的弊端，较低的反射率会造成局部热量的产生，在不考虑镀膜工艺的前提下，需要冷却装置进行散热，避免因热变形而影响整个精度。同时，镜片在工作时有高压电通过，在设计冷却装置时，需考虑绝缘性、安全性。
技术实现思路
专利技术目的：为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种基于陶瓷注射成型技术(CIM)的冷却装置，可以实现激光器反射镜片的有效冷却。技术方案：本专利技术揭示了一种二氧化碳激光器用陶瓷水冷装置，包括镜片安装腔、进水口、冷却腔和出水口，其中：所述的镜片安装腔为定位安装反射镜片的容腔，通过所述镜片安装腔需将水冷装置套装于二氧化碳激光器上；所述的进水口为冷却液入口，接通外接水管及动力源；所述的冷却腔为流通、储存冷却液的容腔，通过腔内冷却液的流动带走镜片的热量；所述的出水口为冷却液出口，流出经所述冷却腔的冷却液，外接散热装置后接通动力源，从而形成循环。作为优选，所述水冷装置材料为陶瓷材料，通过陶瓷注射成型技术制造，所述陶瓷材料是一种惰性材料，有良好的导热性，不导电，可耐大电流，可耐高压，可防漏电击穿，没有噪音，是很好的绝缘体，是其他金属材料散热器所不具备的。作为优选，所述水冷装置中，端盖与壳体经过陶瓷粉末注射成型后，采用摩擦焊技术，将端盖与壳体进行焊接，从而形成密封的冷却腔。作为优选，所述的进水口与所述出水口成一定夹角设计，满足冷却腔的填充。作为优选，所述的进水口与出水口的夹角为90°。作为优选，所述的二氧化碳激光器内安装有反射镜头组件，所述的反射镜头组件包括水冷装置、反射镜和反射镜垫片。作为优选，所述反射镜头组件，安装在二氧化碳激光器左端，二氧化碳激光器工作时，轴线运动的光子在放电管腔内前进，经两端的反射镜组件以及输出镜组件的镜片不断往返运行产生振荡，当反射镜接受到光时，因材料限制，并不能实现100％的反射，必然会有部分光能转换为热能散发。有益效果：本专利技术可以实现激光器反射镜片的快速冷却。所述的二氧化碳激光器用陶瓷水冷装置通过启动外部液压动力源，从水箱泵入一定冷却液，冷却液以一定流速流经进水口至冷却腔，迅速充满冷却腔，带走安装腔中反射镜产生的热量后，经出水口流出反射镜组件，进而带有一定热量的冷却液流至散热器，进行散热，经过散热器后的冷却液流至水箱，形成完整循环。附图说明图1是本专利技术的二氧化碳激光管示意图；图2是水冷装置二维示意图；图3是水冷装置三维示意图，其中(a)是壳体，(b)是端盖；图4是冷却循环示意图；图5是内部流线仿真示意图，其中(a)图中进水口和出水口夹角90°，(b)图中进水口和出水口夹角180°。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本专利技术的优点和特征，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚的界定。本专利技术所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例如图1-5所示，本专利技术所揭示的一种二氧化碳激光器用水冷装置，包括进水口108，出水口102，冷却腔107，镜片安装腔105。具体来说，常见的二氧化碳激光器主要包括反射镜头组件1、第一电极2、进水管3、回气管4、储气管5、水冷管6、放电管7、回水管8、第二电极9和输出镜组件10，所述的反射镜头组件1包括水冷装置，反射镜104和反射镜垫片106。所述的反射镜头组件1安装在二氧化碳激光器左端，二氧化碳激光器工作时，轴线运动的光子在放电管7腔内前进，经两端的反射镜组件1以及输出镜组件10的镜片不断往返运行产生振荡，当反射镜104接受到光时，因材料限制，并不能实现100％的反射，必然会有部分光能转换为热能散发。启动外部液压动力源110，从水箱109泵入一定冷却液，冷却液以一定流速流经进水口108至冷却腔107，迅速充满冷却腔107，带走镜片安装腔105中反射镜104产生的热量后，经出水口102流出反射镜组件1，进而带有一定热量的冷却液流至散热器111，进行散热，经过散热器111后的冷却液流至水箱109，形成完整循环。所述冷却腔107由端盖101和壳体103形成，整个冷却装置基于陶瓷注射成型技术制造，模具设计中因考虑冷却腔107的形成，分别进行陶瓷注射成型后采用摩擦焊技术，将端盖101与壳体103焊接，形成密封的冷却腔107。所述进水口108和出水口102，根据流体力学相关知识，结合CAE技术仿真验证，为实现冷却腔107的充分填充，进水口108与出水口102为90°夹角，能满足冷却腔107的填充。本专利技术的
技术实现思路
及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本专利技术的揭示而作种种不背离本专利技术精神的替换及修饰，因此，本专利技术保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本专利技术的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳激光器用陶瓷水冷装置，其特征在于：包括镜片安装腔(105)、进水口(108)、冷却腔(107)和出水口(102)，其中：/n所述的镜片安装腔(105)为定位安装反射镜片的容腔，通过所述镜片安装腔(105)将水冷装置套装于二氧化碳激光器上；/n所述的进水口(108)为冷却液入口，接通外接水管及动力源；/n所述的冷却腔(107)为流通、储存冷却液的容腔，通过腔内冷却液的流动带走镜片的热量；/n所述的出水口(102)为冷却液出口，流出经所述冷却腔的冷却液，外接散热装置后接通动力源，从而形成循环。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳激光器用陶瓷水冷装置，其特征在于：包括镜片安装腔(105)、进水口(108)、冷却腔(107)和出水口(102)，其中：
所述的镜片安装腔(105)为定位安装反射镜片的容腔，通过所述镜片安装腔(105)将水冷装置套装于二氧化碳激光器上；
所述的进水口(108)为冷却液入口，接通外接水管及动力源；
所述的冷却腔(107)为流通、储存冷却液的容腔，通过腔内冷却液的流动带走镜片的热量；
所述的出水口(102)为冷却液出口，流出经所述冷却腔的冷却液，外接散热装置后接通动力源，从而形成循环。


2.根据权利要求1所述的二氧化碳激光器用陶瓷水冷装置，其特征在于：所述的水冷装置材料为陶瓷材料，通过陶瓷注射成型技术制造。


3.根据权利要求1所述的二氧化碳激光器用陶瓷水冷装置，其特征在于：所述水冷装置中，端盖(101)与壳体(103)经过陶瓷粉末注射成型后，采用摩擦焊技术，将端盖(101)与壳体(103)进行焊接，从而形成密封的冷却腔(107...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国钧，陈靓，戴国平，焦玉权，黄明宇，詹伟，侍崇诗，马善勇，
申请(专利权)人：南通科技职业学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32