[发明专利]一种激光抛光与表面改性设备

说明书

本发明公开了一种激光抛光与表面改性设备，包括机箱和设于所述机箱内部的激光发生器以及设于所述机箱上的光束整形器、用于放置工件的装载机构和用于控制所述激光发生器出射激光的计算机，所述光束整形器包括用于将所述激光发生器出射的高斯光束转换为平顶光束的DOE转换器以及用于将所述平顶光束照射于工件表面的扫描振镜，所述装载机构设于所述扫描振镜的下方。与传统抛光技术相比，本发明采用激光抛光与表面改性技术，具有无污染、高效率、易自动化的特点。

技术领域

本发明涉及表面改性技术领域，特别涉及一种激光抛光与表面改性设备。

背景技术

激光抛光是利用激光与材料表面相互作用进行表面加工的，是利用激光的热效应，通过加热、熔化等过程，降低表面粗糙度一种绿色制造方法。激光抛光是一种非接触抛光，不仅能对平面进行抛光，还能对各种曲面进行抛光。同时对环境的污染小，可以实现局部抛光与表面改性。表面改性技术是指采用某种工艺手段使材料表面获得与其基体材料的组织结构、性能不同的一种技术。材料经表面改性处理后，既能发挥基体材料的力学性能，又能使材料表面获得各种特殊性能(如耐磨，耐高温，合适的射线吸收等)。

传统的表面改性技术一般包括喷丸和化学热处理等，喷丸是在受喷材料在结晶温度以下进行的一种冷加工方法，是将弹丸在很高速度下撞击受喷工件表面而完成的，喷丸可应用于表面清理、光整加工、喷丸成型、喷丸校正、喷丸强化等方面；化学热处理是将金属零件放在某种介质中加热、保温、冷却，使介质中的某些元素渗入工件表面，从而改变工件表层成分、组织和性能的热处理方法。然而，这些传统的表面改性技术存在明显的缺点，比如不环保、低效率等。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种激光抛光与表面改性设备，旨在解决现有的传统抛光与表面改性技术所存在的高耗能、低效率、不环保等技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种激光抛光与表面改性设备，包括机箱和设于所述机箱内部的激光发生器以及设于所述机箱上的光束整形器、用于放置工件的装载机构和用于控制所述激光发生器出射激光的计算机，所述光束整形器包括用于将所述激光发生器出射的高斯光束转换为平顶光束的DOE(Diffractive Optical Element，衍射光学元件)转换器以及用于将所述平顶光束照射于工件表面的扫描振镜，所述装载机构设于所述扫描振镜的下方。

优选地，所述扫描振镜包括用于调节所述平顶光束直径的扩束镜以及用于调节所述平顶光束发散角的移动镜和聚焦镜。

优选地，所述装载机构包括安装在所述机箱上的定位调节组件以及安装在所述定位调节组件上的载物台。

优选地，所述定位调节组件包括可分别沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的直线模组以及与所述直线模组连接的连接板。

优选地，所述载物台上设有用于放置工件的密封腔以及若干用于连接所述连接板的第一安装孔，所述第一安装孔分布在所述密封腔周侧。

优选地，所述直线模组包括丝杆、套设于所述丝杆上的螺母、与所述螺母连接的滑块以及用于驱动所述丝杆转动的电机。

优选地，所述连接板上设有若干用于固定所述载物台的第二安装孔。

与现有技术相比，本发明实施例的有益技术效果在于：

本发明所提出的一种激光抛光与表面改性设备，将工件放置在装载机构内，计算机控制激光发生器发射预设好参数的激光，激光经过光束整形器，由高斯光束转换为平顶光束，最终照射到工件上，实现激光抛光与表面改性，本发明所提出的一种激光抛光与表面改性设备，采用激光表面改性技术，通过控制激光能量，在工件表面形成熔池，熔池冷却后，工件表面材料的总质量没有改变，因此，没有任何附属残余物的产生，实现了真正的“绿色制造”，并且，由于激光能量密度高，对非激光照射部位几乎没有影响，具有无污染、高效率等优点。

附图说明