[实用新型]激光制孔设备

说明书

本申请公开了一种激光制孔设备。包括激光器、控制系统、光学系统、扫描振镜、工装台；所述激光器通过所述光学系统与所述扫描振镜光路连接；所述扫描振镜安装在支撑杆上且位于所述工装台的上方；所述控制系统分别与所述激光器、扫描振镜连接。该方法中，激光制孔是非接触加工过程，可以有效地减小对复合材料的损伤，进一步提高了激光制孔的效率和质量。

技术领域

本申请涉及一种激光制孔设备，属于激光加工领域。

背景技术

复合材料零部件在装配的过程，常常需要对其进行钻孔处理，利用铆接、螺栓连接形成完整的结构件。

当前复合材料制孔一般采用机械钻孔的方式，包括麻花钻空、铣削制孔、超声钻孔等，但这些接触式的机械方法会带来层间撕裂、毛刺等问题，影响到复合材料的整体性能。

实用新型内容

根据本申请的一个方面，提供了一种激光制孔设备和激光制孔方法，该方法中，激光制孔是非接触加工过程，可以有效地减小对复合材料的损伤，进一步提高了激光制孔的效率和质量。

一种激光制孔设备，包括激光器、控制系统、光学系统、扫描振镜、工装台；

所述激光器通过所述光学系统与所述扫描振镜光路连接；

所述扫描振镜安装在支撑杆上且位于所述工装台的上方；

所述控制系统分别与所述激光器、扫描振镜连接。

可选地，所述支撑杆为Z轴自动升降台；

所述控制系统与所述Z轴自动升降台连接。

可选地，所述激光器发射的脉冲激光束选自飞秒激光、皮秒激光、纳秒激光、毫秒激光中的任一种。

可选地，所述激光器发射的脉冲激光束的波长为266～1020nm。

可选地，所述激光器发射的脉冲激光束形成自旋环。

可选地，所述自旋环的自旋半径为0.1～2mm。

可选地，所述自旋环的自旋频率为10～1000Hz。

可选地，所述激光制孔设备制得的孔的直径为0.5～100mm。

可选地，所述工装台上放置有待加工的工件；所述工件为复合材料。

可选地，所述复合材料包括碳纤维增强复合材料、玻璃纤维复合材料、芳纶纤维复合材料中的任一种。

根据本申请的另一方面，还提供了一种激光制孔的方法，将自旋的脉冲激光束在工件的待加工位置处作圆周运动形成切削环，直到所述切削环沿所述工件的厚度方向连通，即可在所述工件上得到孔。

可选地，所述脉冲激光束选自飞秒激光、皮秒激光、纳秒激光、毫秒激光中的任一种。

可选地，所述脉冲激光束的波长为266～1020nm。

可选地，所述自旋的脉冲激光束形成自旋环。

可选地，所述自旋环的自旋半径为0.1～2mm。

可选地，所述自旋环的自旋频率为10～1000Hz。

可选地，所述孔的直径为0.5～100mm。

可选地，所述工件为复合材料。

优选地，所述复合材料包括碳纤维增强复合材料玻璃纤维复合材料、芳纶纤维复合材料中的任一种。

本申请中，“自旋半径”，是指脉冲激光束由于自旋所形成的自旋环的半径。

本申请中，由于脉冲激光束自旋，在工件的待加工位置形成在径向方向连通的圆状下凹结构，即圆状的自旋凹槽。