[发明专利]激光介入微细电解加工方法及其装置

权利要求书

1.一种激光介入微细电解加工方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

(1)工具电极和待加工工件分别与电源的负极和正极连接；

(2)激光和电解液通过工具电极传输至待加工工件的加工区域；

(3)接通电源后进行微细电解加工，工具电极向待加工工件进给，得到目标结构；

其中，所述工具电极位于待加工工件的上方；

步骤(1)中所述工具电极的结构为：内部为液核光纤，外层为包裹液核光纤的金属导管；

所述激光和电解液通过液核光纤传输至待加工工件的加工区域；

所述电解液通过液核光纤内部传输至加工区域；

所述激光射入液核光纤，通过在液核光纤内壁/电解液界面全反射传输至加工区域；

所述电解液为钝性电解液，在所述待加工工件表面形成钝化层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液核光纤的末端高于金属导管末端。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液核光纤、金属导管的截面形状选自椭圆形、圆形或多边形。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液核光纤包括由光学折射率低于所述电解液的光学折射率的材料制备得到的毛细管；

所述金属导管的材料选自不锈钢、钛合金中的至少一种；其中，所述金属导管的内径为150～1100μm，外径为200～1200μm。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述液核光纤为光学折射率为1.29的材料制备得到的毛细管；其中，液核光纤的内径为100～1000μm，外径为150～1100μm。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属导管的外侧进行绝缘处理。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述激光在进入工具电极之前进行聚焦；

所述电解液为钝性电解液，在待加工工件表面形成钝化层。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述微细电解加工过程中工具电极与待加工工件之间的电压幅值为5～20V，频率为10～100KHz。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工具电极末端和与待加工工件的初始加工间隙为0.2～1mm。

10.一种激光介入微细电解加工装置，其特征在于，所述装置至少包括：

电解系统、激光系统；

其中，所述电解系统至少包括：电源，电解液、工具电极；

所述电解系统在激光系统发出的激光介入下进行微细电解加工；

所述工具电极的结构为：内部为液核光纤，外层为包裹液核光纤的金属导管；

所述激光和电解液通过液核光纤传输至待加工工件的加工区域。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括激光与电解液耦合装置；

所述激光系统包括激光器、激光传输光路；

其中，工具电极与电源负极连接；所述工具电极安装于激光与电解液耦合装置的端部；

所述激光系统发出的激光与电解液通过激光与电解液耦合装置进行耦合，实现激光光束和电解液的传输。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述电源为高频脉冲电源。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述激光传输光路包括聚焦透镜。