【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及特种加工，特别是涉及一种环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺。
技术介绍
1、轻质合金、高温合金、复合材料广泛应用于医疗器械、航空航天、汽车工业等领域，其关键构件上深小孔槽结构的高效无损伤加工需求与日俱增。激光电解复合加工以常规激光加工为基础，协同耦合流场、电场等其它能场，共同完成被加工材料的复合能场加工过程，相比于传统的单一加工技术，更能满足难加工材料上大深径比结构的高品质加工需求。
2、水导激光加工使用直径可达100μm以下的射流水束引导并约束激光的传播路径，多用于特种合金、多层复合材料的低热影响区切割，但由于流场干扰，无法实现深孔深槽加工。采用管电极的激光电解复合加工依靠管状电极传输激光并引入电场和流场至管电极端部的加工间隙，有望实现大深径比结构的高效无损伤加工。为了集成光电液同轴传播的功能结构，现有管电极多采用各结构组件同轴装配的方式进行制备，但由于装配间隙与装夹方式的限制，目前难以实现特征尺寸小于1mm的深孔槽加工。由此可见，管电极结构及其制备工艺是制约激光电解复合加工能力的关键因素。
3、现有一种光电液耦合传导的新型管电极，其依靠环状导光结构实现脉冲激光的低损耗传导，适用于大深径比微小结构的激光电解复合加工。但现有工艺还难以实现这种大长径比多层导光管状工具(即上述的光电液耦合传导的新型管电极)的制备。首先，环状导光结构拉制过程中内外圆度难以保证；其次，环径导光结构的内外直径难以量化控制；此外，还存在多层管状结构制备中容易开裂等问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，可以制备出目标尺寸的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具，且在制备过程中，大长径比管状工具尺寸可量化控制且不易开裂。
2、根据本专利技术的一种环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，包括如下步骤：
3、s100：以高红外光谱透过率的混合气体为原料，制备具备与所述大长径比管状工具相同波导结构特征的中空工具母管；
4、s200：将所述中空工具母管在负压环境下进行软化缩管，得到低羟基含量的目标中空工具母管；
5、s300：将所述目标中空工具母管进行保压拉制，并通过实时在线测量反馈保压拉制得到的中空管状导光导管的内径、外径和线径，并实时调控拉制压强，最终获得目标尺寸的中空管状导光导管成品；
6、s400：在所述中空管状导光导管成品的内壁镀金属层，在所述中空管状导光导管成品的管端面加工光学出口结构，从而得到所述大长径比管状工具。
7、总之，本专利技术实施例的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，首先以高红外光谱透过率的混合气体为原料，制备具备与大长径比管状工具相同波导结构特征的中空工具母管；然后，将中空工具母管在负压环境下进行软化缩管，进一步降低中空工具母管羟基含量并避免开裂；中空工具母管软化缩管后得到目标中空工具母管；再将目标中空工具母管进行保压拉制，并通过实时在线测量反馈保压拉制得到的中空管状导光导管的内径和外径，并实时调控拉制压强，最终获得目标尺寸的中空管状导光导管成品；最后，在中空管状导光导管成品的内壁镀金属层，在中空管状导光导管成品的管端面加工光学出口结构，从而得到目标尺寸的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具。
8、根据本专利技术实施例的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，可以制备出目标尺寸的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具，并且在大长径比管状工具的制备过程中，可以量化控制大长径比管状工具内径、外径和线径，保证中大长径比管状工具在保压拉制过程中的内外圆度，还可以避免大长径比管状工具在制备中容易开裂的问题。
9、在一些实施例中，在所述步骤s100中，所述中空工具母管由外至内包含预制保护层、缓冲层、预制外反射层、第一过渡层、预制导光层、第二过渡层和预制内反射层。
10、在一些实施例中，所述预制导光层厚度是所述预制内反射层厚度和所述预制外反射层厚度的10倍以上，所述预制导光层厚度占所述中空工具母管侧壁厚度不小于60％。
11、在一些实施例中，所述预制内反射层的相对折射率范围为-0.95％～-1.2％，所述预制外反射层的相对折射率范围为-0.95％～-1.2％，所述预制导光层的相对折射率范围为1.02％～1.28％。
12、在一些实施例中，以红外光谱透过率不小于94.5％的o2气体、gecl4气体、sicl4气体和c2f6气体形成的混合气体为原料，通过调节混合气体中的o2气体、gecl4气体、sicl4气体和c2f6气体的含量，使用等离子体化学气相沉积工艺在低羟基石英基管内壁依次制备所述缓冲层、所述预制外反射层、所述第一过渡层、所述预制导光层、所述第二过渡层和所述预制内反射层，其中，所述低羟基石英基管作为所述预制保护层。
13、在一些实施例中，在所述步骤s200中，所述负压环境通入cl2。
14、在一些实施例中，在所述步骤s200之后且所述步骤s300之前，还依次对所述目标中空工具母管进行加热校直和酸洗干燥处理。
15、在一些实施例中，在所述步骤s300中，使用相干光干涉视觉检测所述中空管状导光导管的内径、外径与线径，根据所述中空管状导光导管的外径误差和内径误差在线调整当前正在保压拉制的所述目标中空工具母管的压力值，最终获得目标尺寸的所述中空管状导光导管成品。
16、在一些实施例中，在所述步骤s300中，通过对比拉制得到的所述中空管状导光管与所述目标中空工具母管的外径和内径，离线优化送料速度和牵引速度；记录中空管状导光导管尺寸与保压拉制参数，形成制备工艺数据库。
17、在一些实施例中，所述大长径比管状工具外径范围200～1500μm，所述大长径比管状工具侧壁厚度占管半径50％～80％。
18、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，在所述步骤S100中，所述中空工具母管由外至内包含预制保护层、缓冲层、预制外反射层、第一过渡层、预制导光层、第二过渡层和预制内反射层。
3.根据权利要求2所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，所述预制导光层厚度是所述预制内反射层厚度和所述预制外反射层厚度的10倍以上，所述预制导光层厚度占所述中空工具母管侧壁厚度不小于60％。
4.根据权利要求2所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，所述预制内反射层的相对折射率范围为-0.95％～-1.2％，所述预制外反射层的相对折射率范围为-0.95％～-1.2％，所述预制导光层的相对折射率范围为1.02％～1.28％。
5.根据权利要求2所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，以红外光谱透过率不小于94.5％的O2气体、GeCl4气体、SiCl4气体和C2F6气体形成的混
6.根据权利要求1所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，在所述步骤S200中，所述负压环境通入Cl2。
7.根据权利要求1所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，在所述步骤S200之后且所述步骤S300之前，还依次对所述目标中空工具母管进行加热校直和酸洗干燥处理。
8.根据权利要求1所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，在所述步骤S300中，使用相干光干涉视觉检测所述中空管状导光导管的内径、外径与线径，根据所述中空管状导光导管的外径误差和内径误差在线调整当前正在保压拉制的所述目标中空工具母管的压力值，最终获得目标尺寸的所述中空管状导光导管成品。
9.根据权利要求1所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，在所述步骤S300中，通过对比拉制得到的所述中空管状导光管与所述目标中空工具母管的外径和内径，离线优化送料速度和牵引速度；记录中空管状导光导管尺寸与保压拉制参数，形成制备工艺数据库。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，所述大长径比管状工具外径范围200～1500μm，所述大长径比管状工具侧壁厚度占管半径50％～80％。
...【技术特征摘要】
1.一种环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，在所述步骤s100中，所述中空工具母管由外至内包含预制保护层、缓冲层、预制外反射层、第一过渡层、预制导光层、第二过渡层和预制内反射层。
3.根据权利要求2所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，所述预制导光层厚度是所述预制内反射层厚度和所述预制外反射层厚度的10倍以上，所述预制导光层厚度占所述中空工具母管侧壁厚度不小于60％。
4.根据权利要求2所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，所述预制内反射层的相对折射率范围为-0.95％～-1.2％，所述预制外反射层的相对折射率范围为-0.95％～-1.2％，所述预制导光层的相对折射率范围为1.02％～1.28％。
5.根据权利要求2所述的环形导光薄膜导电的大长径比管状工具制备工艺，其特征在于，以红外光谱透过率不小于94.5％的o2气体、gecl4气体、sicl4气体和c2f6气体形成的混合气体为原料，通过调节混合气体中的o2气体、gecl4气体、sicl4气体和c2f6气体的含量，使用等离子体化学气相沉积工艺在低羟基石英基管内壁依次制备所述缓冲层、所述预制外反射层、所述第一过渡层、所述预制导光层、所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：佟浩，姚尧，李勇，沈一春，秦钰，张泽霖，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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