一种激光复合制备表层仿生结构的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光加工领域，特指一种基于激光雕刻和激光冲击的力学效应复合制备表层仿生结构的方法和装置，特别适用于仿生表面和摩擦副表面的加工。本发明专利技术的特征在于首先采用激光雕刻技术在工件表面制备具有一定密度（间距）、宽度、深度、角度、形状的规则微观几何形貌，然后激光冲击强化处理微观几何形貌区域，在工件表面加工出所需要形状和布置方式的、与润滑性能要求优化匹配的微观结构。实施该方法的装置包括依次相连的控制装置、纳秒激光发生器、激光束Ⅰ、导光管Ⅰ、全反镜Ⅰ、光斑调节装置Ⅰ、光纤激光器、激光束Ⅱ、导光管Ⅱ、全反镜Ⅱ、光斑大小调节装置Ⅱ、自动喷涂装置、约束层、吸收层、工件、工件夹具系统和五轴工作台。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光加工领域，特指一种基于激光雕刻和激光冲击的力学效应 复合制备表层仿生结构的方法和装置，特别适用于仿生表面和摩擦副表面的加 工。
技术介绍
自然界中的生物经过亿万年的进化,其体表组织具有非常独特的结构和性 能。生存在黏湿土壤中的动物，如蚯蚓、田鼠、蝼蛄、蟋蟀、蜣螂、马陆、蚂蚁、 步甲等对于土壤具有良好的减黏脱附功能。己有的研究表明，这些土壤动物体表 的某些触土部位呈几何非光滑形态(如凹坑、凸包、条纹、鳞片等)，其非光滑形 态增大了液体在动物体表的接触角，提高体表的憎水性，破坏了水膜在体表的连 续，降低毛细管力,具有与某些植物叶面类似的"莲花效应"。同时，动物体表的非 光滑结构还降低了与土壤的接触面积，减小大气负压,使土壤动物体表具有抗黏附作用。目前仿生表面的制备多采用机械加工和激光热效应方法制备，其制备的 仿生表面结构精度很高，但是制备的仿生表面存在残余拉应力，严重影响制备表 面的机械性能(残余应力、硬度和粗糙度)和摩擦性能。与本专利技术最为接近的技术是激光微造型技术。激光微造型技术是利用具有一 定能量密度的激光束，在摩擦副工作表面上，形成与润滑性能要求优化匹配的、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光复合制备表层仿生结构的方法，特征在于，具体步骤如下：　（１）根据仿生表面微观形貌要求，通过控制装置编程（１）生成加工轨迹；　（２）根据仿生表面的形貌、凹痕宽度和深度优化激光光斑直径和能量等工艺参数；　（３）根据上述 参数利用控制装置（１）控制光纤激光器（７）和五轴工作台（１６）雕刻仿生表面，根据仿生表面要求的形貌、凹痕宽度和深度，可进行多次加工，通过控制装置（１）控制五轴工作台（１６）控制工件（１５）移动，按区域分片加工，直到整个工件（１５）表面加工完成；　（４）利用控制装置控制自动喷涂装置在要加工的表面喷涂均匀的吸收层；　（５）吸收层干燥以后，利用控...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁金忠，罗开玉，张永康，张朝阳，张磊，杨超君，冯爱新，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]