[发明专利]用于激光制造加工的方法和系统

说明书

本申请要求2011年12月7日Forsman等人提交的题为“METHODS AND SYSTEMS FOR USE IN LASER MACHINING”的美国临时申请号61/568,059的权益，其内容通过引用全部结合至此。

背景技术

1.技术领域

本发明一般涉及激光制造加工，且更特别地，涉及保护工件不受不想要的激光照射。

2.相关领域讨论

在激光制造加工中，令一系列激光脉冲撞击目标工件以钻出穿过该工件的孔。然而，激光能量通常要么穿过该工件，要么被该工件反射后传播到该工件的一区域或其他表面并对该工件造成损伤。例如，该激光能量对该工件上的孔的形成部分相反的工件后壁或穿过表面造成损伤。典型的减轻后壁损伤的方法包括在该工件将要钻孔的表面和后壁表面之间引入流体介质，其中该流体包括激光阻碍或吸收性质，诸如光吸收粒子、颜料粒子、染料、荧光粒子或具有光散射性质的油/水乳剂。

发明内容

本发明的几个实施例通过提供在激光制造加工期间保护一表面的方法，有利地满足了上述需要以及其他需要。在一些实施例中，在激光制造加工期间保护一表面的方法包括：将流体引导至正进行激光制造加工的物体的腔中，其中该流体不具有激光吸收性质；并且将多个激光脉冲引导至该正进行激光制造加工的物体的壁，其中该激光脉冲被配置为形成穿透该壁的孔，以使至少一个激光脉冲在该流体被引导进该腔中时穿过该孔并进入该腔，以使该激光脉冲同时入射到该流体和一表面上，以抑制后壁损伤。

一些实施例提供在激光制造加工期间用于保护多个表面的系统，包括：一保护衬底，被配置为放置在将进行激光制造加工的物体的腔内，这样执行激光制造加工的激光脉冲在穿过该物体通过激光制造加工所形成的孔并进入该腔内时入射到该保护衬底上，其中该激光脉冲被抑制不会从该孔横穿该腔射到该物体的后表面上；相对于该保护衬底放置流体源，其中该流体源被配置为引导流体至该保护衬底上。

在其他实施例中，激光制造加工的方法包括：相对于将进行激光制造加工的物体而配置激光源，其中该将进行制造加工的物体在该将进行激光制造加工的物体的一部分处具有一内部腔；控制该激光源以产生一系列激光脉冲；当执行该激光源的控制时，将流体供应至该腔内；并且控制哪些激光脉冲被引导至该物体的一部分处，在此部分处将产生孔，以使少于所有的这些激光脉冲被引导至该物体，其中被引导至该物体的脉冲之间的定时为该物体后壁提供保护不受损伤，否则将由射到该物体的激光脉冲中的一个或多个造成此类损伤。

附图简述

通过下面对其更详细的描述，结合下面附图的介绍，本发明的几个实施例的上述和其他方面、特征和优势将更为明显。

图1描绘了一将进行激光制造加工的物体的简化的横剖面图。

图2描绘了图1中的物体在激光制造加工期间的简化的横剖面图，此时一激光脉冲穿透该壁并且对一后壁表面造成损伤。

图3描绘了根据一些实施例的保护系统的简图。

图4描绘了根据一些实施例保护衬底和流体导管协作的简图。

图5描绘了根据一些实施例的保护衬底的简化透视图。

图6描绘了根据一些实施例的保护衬底的简化局部剖视图。

图7描绘了根据一些实施例的保护系统的简化透视图。

图8描绘了根据一些实施例的激光制造加工系统的简化方框图。

图9描绘了根据一些实施例的激光制造加工系统的简化方框图的表示。

图10A描绘了一简化方框图，示出了根据一些实施例的图9的激光系统和脉冲限幅器的示例实现。

图10B描绘了一简化定时图，表示根据一些实施例的用于执行激光制造加工的激光脉冲定时。

图10C描绘了一简化方框图，示出了根据一些实施例的图9的激光系统和脉冲限幅器的示例实现。

图10D描绘了一简化定时图，表示根据一些实施例的用于执行激光制造加工的激光脉冲定时。

图11描绘了根据一些实施例的一激光制造加工过程的简化流程图，此时提供了后壁保护。

图12描绘了根据一些实施例的一激光制造加工过程的简化流程图，此时保护了进行激光制造加工的物体的后壁表面。

图13描绘了根据一些实施例的激光制造加工物体过程的简化流程图。

图14描绘了根据一些实施例在对一物体进行激光制造加工期间保护该物体后壁的过程的简化流程图。