【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及亚克力加工领域，特别是涉及一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置。
技术介绍
1、亚克力，学名为聚甲基丙烯酸甲酯(polymericmethylmethacrylate，简称pmma)，具有高透明度(大于92％)、光线柔和、视觉清晰等特点，其密度(约1.15～1.19g/cm2)只有玻璃(约2.40～2.80g/cm2)的一半，广泛应用于仪器仪表零件，汽车车灯，光学镜片，透明管道等方面。其次，亚克力具有极佳的耐候性、耐燃性和耐磨性，较高的表面硬度和光泽以及较好的高温性能，在建筑行业、卫生洁具行业、汽车灯具行业等工业领域发挥着不可替代的作用。
2、亚克力应用于不同场景，需将其加工成不同的形状与厚度，因此亚克力加工技术至关重要。目前，亚克力板材的加工仍以传统方法为主，起初使用电锯、锯条、勾刀将等刀具手工简单切割亚克力板，再用手掰断，此类手工切割方法较易造成亚克力板边缘不齐整、产生毛刺等弊端，降低亚克力使用率，如存在较大的加工误差更会导致亚克力报废。为改善其加工质量，相关学者采用鼓风箱将板材烘软的加工技艺，在温度约140℃～160℃的条件下使亚克力成形，但此类热成型方法所需条件比较苛刻，不易操作与实现。上述表明，传统加工方法的生产效率低下、工艺限制高、工序步骤复杂，加工和管理成本高，无法做到批量生产且控制产品质量难度较大。
3、近年来，随着激光器技术的发展，相关学者提出激光加工亚克力板技术，克服了传统加工方法在质量与效率的不足。激光加工亚克力是继手工、机械加工法与热成型加工法后，一种非接触、避免
4、目前，现有技术主要采用毫秒激光器(如co2激光器)加工亚克力，加工过程中，激光束直接照射在亚克力板材表面，仅需调节聚焦后激光的工艺参数(功率、频率、脉冲宽度与出光时间等)，并通过控制二维或三维位移平台，按照规定的程序调整激光束加工亚克力板材的轨迹，即可获得理想的亚克力板几何参数。激光加工亚克力工序简易，机械自动化控制操作简便，制造成本大大降低，加工后的板材侧面几乎没有边缘毛刺，能够实现一次成形，可精准把握产品质量。目前，此方式因其加工效率高、自动化程度高、污染较小等优点获得相关学者的关注和认可，但对于加工较厚亚克力板时，热影响区较大，热量扩散严重，会降低亚克力板的加工精度与效率；同时毫秒脉冲激光器使用空间范围较大，脉冲时间长，不易精确高效控制，并且实际激光加工过程中，在高热高温作用下，会发生化学反应，产生大量有害物质(一氧化碳、甲醛、微粒粉尘等)污染环境；当激光加工功率较高时，由于吸收热量不均匀导致发生液相喷射，造成亚克力板表面接口刃处凹凸不平，切口表面高低起伏纹，喷射后的液相材料相互发生粘连效应，降低加工后亚克力板表面与切口外侧面质量。相关学者采用辅助吹气co2激光加工亚克力板，借用辅助吹气减少了液相飞溅物返回覆盖板材表面的影响，上述方法虽然取得了一定的加工效果，但无法绝对避免加工过程中有害物质、热能量累积、液相飞溅粘结等造成加工后亚克力板表面与切口侧面质量不高、精度与效率过低等缺陷，且加工复杂形状时，精确控制能量避免过烧要求高，与实际应用还有一定差距。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置，包括钢制外盒、顶部密封罩、调节组件，顶部密封罩安装在钢制外盒上端，钢制外盒内部中段位置设置有集中腔室，集中腔室上端固定安装有滤板，滤板上端放置有亚克力板材，滤板上端位于亚克力板材后侧设置有调节组件，调节组件上对应亚克力板材下端面安装有自动调焦设备，自动调焦设备下端安装有飞秒激光加工头；
4、亚克力板材上端一侧设置有清扫刷，清扫刷横向侧面设置有表面针孔刷，表面针孔刷远离清扫刷侧面设置有定向吹气管头，定向吹气管头远离表面针孔刷一侧安装有侧面喷射管，侧面喷射管远离表面针孔刷一侧设置有清洗刷，清扫刷、表面针孔刷、定向吹气管头、侧面喷射管、清洗刷均通过平移组件连接在顶部密封罩内部，切均横向滑动在亚克力板材上侧；
5、集中腔室下端对应设置有气体抽送管，气体抽送管的输出端连接有抽气泵，抽气泵出气端通过气体输送管连接有氢氧化钠溶液反应池。
6、优选的：顶部密封罩外侧顶部安装有电气控制设备，顶部密封罩外部侧面安装有计算机控制设备。
7、如此设置，电气控制设备、计算机控制设备用于提供电能和控制信号。
8、优选的：平移组件、自动调焦设备、飞秒激光加工头、抽气泵、氢氧化钠溶液反应池均通过导线连接电气控制设备，电气控制设备通过导线连接计算机控制设备。
9、优选的：定向吹气管头后端通过气管连接有催燃辅助气体设备，催燃辅助气体设备位于顶部密封罩外部。
10、如此设置，定向吹气管头用于提供氧气等助燃气体。
11、优选的：顶部密封罩由铝制框架配合透明板组成。
12、如此设置，方便观察内部加工过程。
13、优选的：侧面喷射管呈45度角喷吹亚克力板材。
14、如此设置，利用倾斜结构方便对亚克力板材表面进行清理。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
16、1、长脉冲激光加工亚克力板过程中，存在液相超热层，导致出现相爆炸效应，致使大量液滴飞溅出液相层，并在表面相互叠加重新凝固，增大了表面粗糙度，实际加工过程中需要避免。首次采用飞秒激光加工亚克力板，飞秒脉冲宽度属于“冷”加工，能量强度可直接将材料气化，整个加工过程中不存在超热液相层，从本质上避免了相爆炸效应产生，提高了加工后板材表面质量。
17、2、相比传统连续激光加工，飞秒激光峰值功率高，更易解离亚克力材料；而且，飞秒激光器趋于小型化、集成化，输出的光束质量好，激光功率稳定可靠，并且加工亚克力材料过程更易实现自动化控制。
18、3、传统激光加工亚克力板过程中，均是单一的使用气体或液体进行辅助加工。本专利技术首次采用加工系统为清扫刷-表面针孔刷-飞秒激光头-侧面喷射管-清洗刷串联协同连接，整个加工过程全自动化控制，一次完成，操作步骤较少，操作过程简单方便，加工效率高。
19、4、清扫刷对亚克力板表面一次清扫粉尘，以确保亚克力表面清洁，保证激光加工精度不受杂质影响，提高激光能量分布均匀性；表面针孔刷涂抹吸热液体(氨水)，激光加工过程中，降低材料吸收能量后在表面的热积累，抑制表面接口边刃处的塌陷与高低不平，避免非直线扭曲边刃的形成。
20、5、侧面喷射管对加工后切口侧面快速喷射冷却液体，达到快速吸热作用，避免了飞秒加工完成后热扩散，导致的切口侧面高低不平，粗糙度大，侧面质量差等缺陷；快速清洗刷对其表面以及切口侧面进行清洗，避免了飞溅液相在表面粘连形成的突出驼峰以及侧面液相粘结形成凸点，较好的降低了表面与侧面粗糙度，提高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置，其特征在于：包括钢制外盒(1)、顶部密封罩(2)、调节组件(3)，所述顶部密封罩(2)安装在所述钢制外盒(1)上端，所述钢制外盒(1)内部中段位置设置有集中腔室(18)，所述集中腔室(18)上端固定安装有滤板(20)，所述滤板(20)上端放置有亚克力板材(19)，所述滤板(20)上端位于所述亚克力板材(19)后侧设置有调节组件(3)，所述调节组件(3)上对应所述亚克力板材(19)下端面安装有自动调焦设备(8)，所述自动调焦设备(8)下端安装有飞秒激光加工头(9)；
2.根据权利要求1所述的一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置，其特征在于：所述顶部密封罩(2)外侧顶部安装有电气控制设备(12)，所述顶部密封罩(2)外部侧面安装有计算机控制设备(13)。
3.根据权利要求2所述的一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置，其特征在于：所述平移组件(21)、所述自动调焦设备(8)、所述飞秒激光加工头(9)、所述抽气泵(16)、所述氢氧化钠溶液反应池(14)均通过导线连接所述电气控制设备(12)，所述电气控制设备(1
4.根据权利要求1所述的一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置，其特征在于：所述定向吹气管头(7)后端通过气管连接有催燃辅助气体设备(4)，所述催燃辅助气体设备(4)位于所述顶部密封罩(2)外部。
5.根据权利要求1所述的一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置，其特征在于：所述顶部密封罩(2)由铝制框架配合透明板组成。
6.根据权利要求1所述的一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置，其特征在于：所述侧面喷射管(10)呈45度角喷吹所述亚克力板材(19)。
...【技术特征摘要】
1.一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置，其特征在于：包括钢制外盒(1)、顶部密封罩(2)、调节组件(3)，所述顶部密封罩(2)安装在所述钢制外盒(1)上端，所述钢制外盒(1)内部中段位置设置有集中腔室(18)，所述集中腔室(18)上端固定安装有滤板(20)，所述滤板(20)上端放置有亚克力板材(19)，所述滤板(20)上端位于所述亚克力板材(19)后侧设置有调节组件(3)，所述调节组件(3)上对应所述亚克力板材(19)下端面安装有自动调焦设备(8)，所述自动调焦设备(8)下端安装有飞秒激光加工头(9)；
2.根据权利要求1所述的一种涂-光串协同多位亚克力板材的加工装置，其特征在于：所述顶部密封罩(2)外侧顶部安装有电气控制设备(12)，所述顶部密封罩(2)外部侧面安装有计算机控制设备(13)。
3.根据权利要求2所述的一种涂-光串...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡颂，陶能如，杨奇，满君丰，白斌，文跃兵，何志坚，李洲，
申请(专利权)人：湖南第一师范学院，
类型：发明
国别省市：
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