一种激光制孔装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光制孔装置及方法，该制孔装置包括：激光源，用于沿传导管路中心轴输出激光束；扩束镜组，所述扩束镜组包括凸透镜及凹透镜且两者间距可调，所述激光束经过扩束镜组后入射至激光自旋装置；所述激光自旋装置，用于将所述激光束以一可调节的偏离半径偏离所述传导光路中心轴，形成圆环光斑，所述圆环光斑入射至扫描振镜装置；所述扫描振镜装置，用于将所述圆环光斑围绕一聚焦镜的中心轴旋转，形成多个同心圆的轨迹，所述轨迹聚焦后用于扫描被加工的孔至一目标孔径，所述目标孔径是预先设定。本发明专利技术能够减小制孔锥度，提高制孔效率，还可降低焦点位置的变化或壁厚的变化对孔径一致性的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种激光制孔装置及方法
本专利技术涉及激光加工设备
，具体涉及一种激光制孔装置及方法。
技术介绍
超快激光通常指脉冲宽度小于10ps的飞秒(10-15s)激光、皮秒(10-12s)激光，由于作用时间非常短，激光功率密度极高(超1012w/cm2)，因此在去除材料的过程几乎没有热扩散，材料去除具有非热熔性。因此，采用超快激光可以加工孔壁没有热影响区、再铸层、微裂纹的小孔，见附图1。而毫秒(10-3s)等较长脉冲宽度激光加工小孔很难避免小孔孔壁不产生再铸层，见附图2。航空发动机单晶涡轮叶片气膜孔要求孔壁无再铸层、微裂纹、热影响区，因此，在涡轮叶片高质量制孔，尤其是带热障涂层涡轮叶片先涂层后无热致缺陷制孔方面，超快激光制孔技术具有巨大的应用前景。但超快激光脉冲能量很低，例如皮秒激光的脉冲能量通常不超过500μJ，导致加工效率低，而且小孔锥度大。上述现象极大地限制了超快激光加工叶片气膜孔技术的实际应用
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种激光制孔装置及方法，能够减小制孔锥度，提高制孔效率，还可降低焦点位置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光制孔装置，其特征在于，包括：/n激光源，用于沿传导管路中心轴输出激光束；/n扩束镜组，所述扩束镜组包括凸透镜及凹透镜且两者间距可调，所述激光束经过扩束镜组后入射至激光自旋装置；/n所述激光自旋装置，用于将所述激光束以一可调节的偏离半径偏离所述传导光路中心轴，形成圆环光斑，所述圆环光斑入射至扫描振镜装置；/n所述扫描振镜装置，用于将所述圆环光斑围绕一聚焦镜的中心轴旋转，形成多个同心圆的轨迹，所述轨迹聚焦后用于扫描被加工的孔至一目标孔径，所述目标孔径是预先设定的。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光制孔装置，其特征在于，包括：
激光源，用于沿传导管路中心轴输出激光束；
扩束镜组，所述扩束镜组包括凸透镜及凹透镜且两者间距可调，所述激光束经过扩束镜组后入射至激光自旋装置；
所述激光自旋装置，用于将所述激光束以一可调节的偏离半径偏离所述传导光路中心轴，形成圆环光斑，所述圆环光斑入射至扫描振镜装置；
所述扫描振镜装置，用于将所述圆环光斑围绕一聚焦镜的中心轴旋转，形成多个同心圆的轨迹，所述轨迹聚焦后用于扫描被加工的孔至一目标孔径，所述目标孔径是预先设定的。


2.根据权利要求1所述的激光制孔装置，其特征在于，根据所述凸透镜与凹透镜的焦点位置的不同，所述扩束镜组包括准直扩束模式、发散扩束模式及会聚扩束模式。


3.根据权利要求2所述的激光制孔装置，其特征在于，所述准直扩束模式下，所述凸透镜的焦点与凹透镜的焦点在激光束传导方向上重合。


4.根据权利要求2所述的激光制孔装置，其特征在于，所述发散扩束模式下，所述凸透镜的焦点在激光束传导方向上的位置处于所述凹透镜的焦点的后侧。

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓兵，纪亮，蔡敏，李元成，焦佳能，张伟，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11