一种激光抛光方法及激光抛光设备技术

本发明专利技术涉及一种激光抛光方法及激光抛光设备，使用连续激光对金属材料进行粗抛光，在此过程中利用超声振动控制连续激光束的焦点上下移动，使金属材料的表面受到的连续激光束的能量产生间歇性波动，这种间歇性波动不像脉冲激光那样间歇性运作，而是保持着连续激光时刻都有激光输出的特性，只是降低了激光能量，减少金属材料表面的热量积累，更好的控制激光能量大小，使金属材料表面的平整度更高，粗抛光完成后使用脉冲激光对金属材料进行精抛光，由于已经使用过连续激光束进行抛光，因此金属材料表面的温度还很高，脉冲激光束只需要较小的功率即可使金属材料达到熔点，材料凝固时，重力、表面张力等力处于平衡状态，抛光效果好，还能节省能耗。还能节省能耗。还能节省能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种激光抛光方法及激光抛光设备


[0001]本专利技术涉及激光加工领域，特别是一种激光抛光方法及激光抛光设备。

技术介绍

[0002]激光抛光技术具有可选择的抛光速度，无化学污染，抛光过程可检测性，而且是一种非接触加工方法，因此被广泛应用于对金属材料的表面进行抛光。
[0003]激光抛光技术是通过一个聚焦的激光束斑作用在粗糙的金属材料的表面，造成材料表面凸起薄层的熔化和蒸发。熔化的材料，由于材料本身的表面张力和重力的作用发生流动，填补材料表面凹陷处并发生凝固，最终得到理想的抛光材料表面。
[0004]现有技术多采用连续激光器对金属材料进行抛光，由于温度梯度大而产生的热应力大,因此易导致金属材料的表面产生裂纹,并且熔化的材料凝固时，重力、表面张力等力常处于不平衡的状态，以至于金属材料表面平整度差，导致抛光效果较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例要解决的技术问题在于，提供一种激光抛光方法及激光抛光设备，以解决现有技术中采用连续激光器对金属材料进行抛光时由于温度梯度大而产生的热应力大,因此易导致金属材料的表面产生裂纹,并且熔化的材料凝固时，重力、表面张力等力常处于不平衡的状态，以至于金属材料表面平整度差，导致抛光效果较差的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种激光抛光方法，应用于激光抛光设备以对金属材料进行抛光，其特征在于，所述激光抛光方法包括：对金属材料的表面发射连续激光束以进行粗抛光，其中，发射连续激光束过程中利用超声振动控制所述连续激光束的焦点上下移动以使所述金属材料的表面受到的所述连续激光束的能量产生间歇性波动；对金属材料的表面发射脉冲激光束以进行精抛光。
[0007]进一步地，所述超声振动的振动频率大于等于5000HZ，且小于等于35000HZ。
[0008]进一步地，所述对金属材料的表面发射连续激光束以进行粗抛光，还包括：控制所述连续激光束的焦点于所述金属材料的表面上移动，以调节粗抛光面积。
[0009]进一步地，所述粗抛光面积大于等于100mm2。
[0010]进一步地，所述连续激光束的焦点的移动速度大于等于10mm/s。
[0011]进一步地，所述对金属材料的表面发射脉冲激光束以进行精抛光，还包括：控制所述脉冲激光束的焦点于所述金属材料的表面上移动，以调节精抛光面积。
[0012]进一步地，所述精抛光面积大于等于100mm2。
[0013]进一步地，所述脉冲激光束的焦点的移动速度大于等于10mm/s。
[0014]进一步地，所述对金属材料的表面发射连续激光束以进行粗抛光之前，还包括：往所述金属材料所处环境输入惰性气体。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种激光抛光设备，机架；连续激光器，其装设于所述机架上，用于产生连续激光束；脉冲激光器，其装设于所述机架上，用于产生脉冲激
光束；第一振镜，其装设于所述机架上，所述第一振镜包括第一折射镜片组、第一聚焦透镜与超声波振动件，所述连续激光束经所述第一折射镜片组折射至第一聚焦透镜，并经所述第一聚焦透镜聚焦至外界金属材料的表面，所述超声波振动件与所述第一聚焦透镜连接，用于驱动所述第一聚焦透镜上下移动，以使所述连续激光束的焦点上下移动；第二振镜，其装设于所述机架上，所述第二振镜包括第二折射镜片组与第二聚焦透镜，所述脉冲激光束经所述第二折射镜片组折射至第二聚焦透镜，并经所述第二聚焦透镜聚焦至外界所述金属材料的表面，其中，所述激光抛光设备采用上述第一方面中任一项所述的激光抛光方法对金属材料进行抛光。
[0016]本专利技术实施例的有益效果在于：通过使用连续激光对金属材料进行粗抛光，粗抛光过程中利用超声振动控制连续激光束的焦点上下移动，焦点上下移动会使金属材料的表面受到的连续激光束的能量产生间歇性波动，这种间歇性波动并不像脉冲激光那样间歇性运作，而是保持着连续激光的特性，即时刻都有激光输出，只是降低了激光能量，减少金属材料表面的热量积累，更好的控制激光能量大小，使金属材料表面的平整度更高，粗抛光完成后使用脉冲激光对金属材料进行精抛光，由于已经使用过连续激光束进行抛光，因此在使用脉冲激光束进行抛光时，金属材料表面的温度还很高，所以脉冲激光束只需要较小的功率即可使金属材料达到熔点，材料凝固时，重力、表面张力等力处于平衡状态，由此完成对金属材料的精抛光，不仅抛光效果好，还能节省能耗，十分地环保。
附图说明
[0017]下面将结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，附图中：
[0018]图1是本专利技术实施例的激光抛光方法的流程图；
[0019]图2是本专利技术实施例的激光抛光方法的具体流程图；
[0020]图3是本专利技术实施例的激光抛光方法的具体流程图；
[0021]图4是本专利技术实施例的激光抛光设备的整体结构示意图；
[0022]图5是本专利技术实施例的激光抛光设备的局部结构示意图；
[0023]图6是本专利技术实施例的激光抛光设备的局部结构示意图；
[0024]图中各附图标记为：
[0025]1、激光抛光设备；11、机架；12、连续激光器；13、脉冲激光器；14、第一振镜；141、聚焦透镜；142、超声波振动件；15、第二振镜；16、控制电脑；17、水冷机构；18、密封舱；19、升降台；10、扩束镜；200、金属材料；300、惰性气体瓶。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。
[0027]本专利技术实施例提供了一种激光抛光方法，应用于激光抛光设备1以对金属材料进行抛光，如图1、4、5所示，激光抛光方法包括以下步骤：
[0028]步骤S110：对金属材料200的表面发射连续激光束以进行粗抛光，其中，发射连续激光束过程中利用超声振动控制连续激光束的焦点上下移动以使金属材料200的表面受到
的连续激光束的能量产生间歇性波动；
[0029]步骤S120：对金属材料200的表面发射脉冲激光束以进行精抛光。
[0030]通过实施本实施例，先使用连续激光将金属材料200的表面熔化为液体，液态受到表面张力和重力的作用发生流动，从而填补金属材料200表面凹陷处并发生凝固，随后使用脉冲激光对金属材料200进行精抛光，由于已经使用过连续激光束进行抛光，因此在使用脉冲激光束进行抛光时，金属材料200表面的温度还很高，所以脉冲激光束只需要较小的功率即可使金属材料200达到熔点，材料凝固时，重力、表面张力等力处于平衡状态，由此完成对金属材料200的精抛光，不仅抛光效果好，还能节省能耗，十分地环保。
[0031]具体地，激光抛光致力于降低表面粗糙度，但是在抛光过程中容易产生凸起、波纹等缺陷，本实施例发射连续激光束过程中还会利用超声振动控制连续激光束的焦点上下移动，焦点上下移动会使金属材料200的表面受到的连续激光束的能量产生间歇性波动，当焦点远本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光抛光方法，应用于激光抛光设备以对金属材料进行抛光，其特征在于，所述激光抛光方法包括：对金属材料的表面发射连续激光束以进行粗抛光，其中，发射连续激光束过程中利用超声振动控制所述连续激光束的焦点上下移动以使所述金属材料的表面受到的所述连续激光束的能量产生间歇性波动；对金属材料的表面发射脉冲激光束以进行精抛光。2.根据权利要求1所述的激光抛光方法，其特征在于：所述超声振动的振动频率大于等于5000HZ，且小于等于35000HZ。3.根据权利要求2所述的激光抛光方法，其特征在于，所述对金属材料的表面发射连续激光束以进行粗抛光，还包括：控制所述连续激光束的焦点于所述金属材料的表面上移动，以调节粗抛光面积。4.根据权利要求3所述的激光抛光方法，其特征在于：所述粗抛光面积大于等于100mm2。5.根据权利要求3所述的激光抛光方法，其特征在于：所述连续激光束的焦点的移动速度大于等于10mm/s。6.根据权利要求3所述的激光抛光方法，其特征在于，所述对金属材料的表面发射脉冲激光束以进行精抛光，还包括：控制所述脉冲激光束的焦点于所述金属材料的表面上移动，以调节精抛光面积。7.根据权利要求5所述的激光抛光方法，其特征在于：所述精抛光面积大于等于100...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振宇，肖永山，张玉洁，董志君，罗博伟，周浩，帅词俊，尹杰，李凯，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：