[发明专利]一种激光加工装置及方法

说明书

一种激光加工装置包括：支撑件，用于固定待加工工件；激光器，用于接收启动指令发送激光束；扩束器，用于将所述激光束扩束整形后，输出具有均匀能量密度的激光束；扫描振镜，用于调整所述激光束的角度，将激光束汇聚在激光加工的位置；聚焦镜，用于根据所述激光加工的位置，将所述激光束聚焦在工件上形成光斑进行加工；液体槽，置于所述工件的下方，用于存储可降温的液体，当加工时升温导致存储的可降温的液体汽化时，带走所述工件的热量；吸水体，置于所述工件下方的所述液体槽中，所述吸水体的上表面与所述工件的下表面接触，用于吸收液体，将液体附着于所述吸水体的表面对所述工件持续进行冷却。此外，还提供一种激光加工方法。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种激光加工装置及方法。

背景技术

激光加工是激光系统最常用的应用。根据激光束与材料相互作用的机理，大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程。

在实际应用中，激光作用到材料上会产生很高的温度，导致材料损坏或严重的边缘烧蚀，为了减小烧蚀对材料的影响程度，通过引入冷却液在激光加工过程中加速冷却，传统的方法包括将材料直接浸在水中，或者是采用表面喷射水的方法，由于激光束经过水会产生折射和散射，因此会影响到激光加工的效果，所以需要平整的水面以及稳定的水流才能得到稳定的加工效果。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种激光加工装置及方法，本装置采用吸水性强的吸水体撑托在工件下方，不仅能够用水快速散热，而且水被约束在吸水体上，不会影响激光束的传输，减小了激光的折射和散射对加工时的热影响，进一步稳定了激光加工的质量。

本发明实施例提供的一种激光加工装置，所述激光加工装置包括：支撑件、激光器、扩束器、扫描振镜、聚焦镜、液体槽及吸水体，所述支撑件，置于所述液体槽中，用于固定待加工工件；所述激光器，用于接收启动指令发送激光束；所述扩束器，用于接收所述激光器发送的激光束，并将所述激光束扩束整形后，输出具有均匀能量密度的激光束至所述扫描振镜；所述扫描振镜，用于接收所述有均匀能量密度的激光束，并调整所述有均匀能量密度的激光束的角度，将所述有均匀能量密度的激光束汇聚在所述聚焦镜上；所述聚焦镜，用于根据工件加工的位置，将所述激光束聚焦在所述工件上形成光斑进行加工；所述液体槽，置于所述工件的下方，用于存储可降温的液体，当加工时升温导致存储的可降温的液体汽化时，带走所述工件的热量；吸水体置于所述工件下方的所述液体槽中，所述吸水体的上表面与所述工件的下表面接触，用于吸收液体，将液体附着于所述吸水体的表面对所述工件持续进行冷却。

可选地，所述支撑件为至少一个圆形或方形的柱体。

可选地，所述扫描振镜位于所述扩束镜与所述聚焦镜之间，所述扫描振镜包括用于将输出的激光束偏转的扫描镜以及调节激光束直径的振镜。

可选地，所述液体槽存储的可降温的液体可以为水或酒精。

可选地，所述吸水体可以为海绵体或棉布。

本发明实施例提供的一种激光加工方法，通过置于液体槽中的支撑件固定待加工工件；激光器接收启动指令发送激光束；扩束器接收所述激光束，并将所述激光束扩束整形后，输出具有均匀能量密度的激光束；扫描振镜接收所述有均匀能量密度的激光束，并调整所述有均匀能量密度的激光束的角度，将所述有均匀能量密度的激光束汇聚在聚焦镜上；所述聚焦镜根据工件加工的位置，将所述有均匀能量密度的激光束聚焦在所述工件上形成光斑进行加工；当加工时升温导致所述液体槽中存储的可降温的液体汽化时，带走所述工件的热量；吸水体置于所述工件下方的所述液体槽中，所述吸水体的上表面与所述工件的下表面接触吸收液体，将液体附着于所述吸水体的表面对所述工件持续进行冷却。

可选地，所述支撑件为至少一个圆形或方形的柱体。

可选地，所述可降温的液体为水或酒精。