CN102950378B - 一种激光加工保护层 - Google Patents
一种激光加工保护层 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102950378B CN102950378B CN201210349510.0A CN201210349510A CN102950378B CN 102950378 B CN102950378 B CN 102950378B CN 201210349510 A CN201210349510 A CN 201210349510A CN 102950378 B CN102950378 B CN 102950378B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- protective layer
- laser processing
- laser
- sheet copper
- polytetrafluoroethylene film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明的目的在于提供一种激光加工保护层，其特征在于：所述保护层共分内外两层，内层应用厚度为0.3mm-0.5mm的薄铜皮，外层采用厚度为0.1mm-0.3mm的聚四氟乙烯薄膜。该保护层可有效防止激光加工时对零件及其被加工表面后侧部位，尤其是空腔零件被加工表面对侧部位的直接打伤，又消除了由于激光光束折射造成的零件二次打伤。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工领域，特别提供了一种激光加工保护层。
背景技术
随着航空工业的飞速发展，大量的先进加工技术被引用到航空发动机的生产中，激光加工因为其稳定、高效、准确、柔性的特点被大量应用于航空发动机的高效加工中。因为发动机零件设计的日益精密且结构紧凑复杂，激光加工时经常发生零件在切割时因激光喷溅及激光光束能量未完全损耗而造成零件其他部分的烧伤及打伤，导致零件直接报废。如第四代航空发动机的导流管零件，由于其为叶片通气管，管壁上有大量小孔，管内腔狭窄，并且零件壁厚较薄，在管壁一侧进行激光打孔过程中，由于激光喷溅及激光光束能量未完全损耗造成管子对面一侧被烧伤甚至打穿。
目前行业内常用的保护方法为用薄铜皮或薄铝铂插入到该类零件腔内，由于这两种材料对激光有反射作用，激光加工时光束击穿零件加工侧后遇到薄铜皮或薄铝铂的阻挡而不能穿过，同时薄铜皮或薄铝铂也将激光加工时的喷溅物阻挡下来，保证了零件另一非加工侧不受伤害。该方法对于壁厚尺寸较大且腔距较大的零件效果十分理想，但如导流管类零件由于壁厚尺寸较小（仅为0.3mm）并且腔距较小（最大处仅为3mm），如将薄铜皮或薄铝铂插入作为保护，虽能有效阻挡光束及喷溅的穿过，但由于这两种材料对激光的反射效应，激光光束遇到这两种材料后发生反射并反向冲击零件背面，将对零件造成二次伤害。因此对于该类薄壁小空腔零件，原始的方法很难保证零件的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以解决这一长期困扰激光加工行业的激光加工保护层，该保护层可有效防止激光加工时对零件及其被加工表面后侧部位，尤其是空腔零件被加工表面对侧部位的直接打伤，又消除了由于激光光束折射造成的零件二次打伤。并可适用于高温合金、钛合金这些难加工材料的激光加工。
本发明根据激光加工原理和激光切割物体所产生的物理化学特性，针对薄壁小空腔零件激光切割及打孔过程中容易打伤零件空腔对侧的现象，经过大量实验，设计制造了专为该类零件使用的激光加工保护层。
本发明具体提供了一种激光加工保护层，其特征在于：所述保护层共分内外两层，内层应用厚度为0.3mm-0.5mm的薄铜皮，其主要原因为；
1）该厚度范围的薄铜皮质地较软，可弯曲成任意形状及线条。这样可满足零件内腔的任意型面均可进入。
2）相比于薄铝铂，薄铜皮更耐高温，使用寿命长。
3）薄铜皮对激光光束有反射作用，可有效阻挡激光光束及激光喷溅物通过。
外层采用厚度为0.1mm-0.3mm的聚四氟乙烯薄膜，其主要原因为：
1）该材料质地柔软，可任意弯曲，在薄铜皮外层可与薄铜皮一起发生形状的变化。
2）该材料具有高润滑性，是固体材料中摩擦系数最低的，因此可以在包裹薄铜皮后顺利的插入到任意的腔体内。
3）该材料可耐高温，由于激光加工过程温度较高一般材料会发生燃烧。
4）该材料可以有效散射激光光束，使原本高能量的激光光束发散后能量迅速降低，起到了保护零件的作用。激光光束散射原理如图1所示。
5）该材料无毒害，对人体无不良反应。
本发明所述保护层的工作原理如图2所示：激光光束21穿过带内腔零件31后射入聚四氟乙烯薄膜1，经过一次分散后打向薄铜皮2，此过程阻挡了激光光束21伤害另一侧零件。之后由于薄铜皮2对激光光束21的反射作用，薄铜皮2将射来的光束反射向零件背面。由于经过聚四氟乙烯薄膜1的阻挡及薄铜皮2的反射后，激光的能量已经损失很多，但如果没有二次保护，激光折射光束32直接反射回零件背面也会使较薄零件被反向击穿，因此聚四氟乙烯薄膜1的二次保护在这一过程中体现。返回并射向零件背面的激光折射光束32再次经过聚四氟乙烯薄膜1后再次被分散，使激光光束21彻底失去伤害零件的作用，实现了对零件的有效保护。
本发明提供的激光加工保护层，其特征在于：所述保护层的厚度小于零件腔宽度。
本发明提供的激光加工保护层，其特征在于：所述外层的聚四氟乙烯薄膜在薄铜皮的单侧或双侧，或聚四氟乙烯薄膜包裹在薄铜皮周围。如图3所示为聚四氟乙烯薄膜在薄铜皮双侧时的结构图（1为聚四氟乙烯薄膜；2为薄铜皮）。
采用本发明提供的激光加工保护层，可实现对薄壁小空腔类零件的有效保护，保证该类零件的激光加工质量满足航空发动机构件的质量要求。目前该保护层已成功应用到航空发动机导流管的激光加工生产中。
附图说明
图1激光光束散射原理图（21、激光光束；22、激光聚焦透镜；23、聚焦光束；1聚四氟乙烯薄膜；24、聚焦点；25、发散光束）；
图2本发明所述保护层的工作原理图（1聚四氟乙烯薄膜；2、薄铜皮；31、带内腔零件；21、激光光束；32、激光折射光束）；
图3本发明所述保护层的结构图。
具体实施方式
实施例1
针对内腔宽度最大为3mm、厚度为0.3mm、材料为GH3030的带内腔零件制作激光加工保护层，选取宽度为0.3mm的薄铜皮，再将0.15mm的聚四氟乙烯薄膜缠绕在该薄铜皮周围，最后用胶布粘牢即可使用（保护层制作的厚度应小于零件腔宽度）。使用时将制作好的保护层随型插入待加工零件腔内，即可进行零件的激光加工。加工结果检查没有发现零件被烧伤、打伤或二次打伤的痕迹。
实施例2
针对内腔宽度最大为8mm、厚度为0.8mm、材料为普通不锈钢的带内腔零件制作激光加工保护层，选取宽度为0.4mm的薄铜皮，再将0.3mm的聚四氟乙烯薄膜缠绕在该薄铜皮周围，最后用胶布粘牢即可使用（保护层制作的厚度应小于零件腔宽度）。使用时将制作好的保护层随型插入待加工零件腔内，即可进行零件的激光加工。加工结果检查没有发现零件被烧伤、打伤或二次打伤的痕迹。
实施例3
针对内腔宽度最大为3mm、厚度为0.3mm、材料为TC4的带内腔零件制作激光加工保护层，选取宽度为0.5mm的薄铜皮，再将0.1mm的聚四氟乙烯薄膜缠绕在该薄铜皮周围，最后用胶布粘牢即可使用（保护层制作的厚度应小于零件腔宽度）。使用时将制作好的保护层随型插入待加工零件腔内，即可进行零件的激光加工。加工结果检查没有发现零件被烧伤、打伤、溅伤或二次打伤的痕迹。
对比例1
针对实施例1所用的带内腔零件制作激光加工保护层，选取宽度为0.5mm的薄铜皮，使用时将制作好的保护层随型插入待加工零件腔内，进行零件的激光加工。加工结果检查发现零件被铜皮反射回的激光束二次打伤。
对比例2
针对实施例1所用的带内腔零件制作激光加工保护层，选取宽度为0.3mm的铝箔随型插入待加工零件腔内，进行零件的激光加工。加工结果检查发现零件有被二次打伤的现象，并且该种保护层使用寿命较短。
Claims (1)
1.一种薄壁小空腔类零件用激光加工保护层，其特征在于：所述保护层共分内外两层，内层应用厚度为0.3mm-0.5mm的薄铜皮，外层采用厚度为0.1mm-0.3mm的聚四氟乙烯薄膜；所述保护层的厚度小于零件腔宽度，所述外层的聚四氟乙烯薄膜在薄铜皮的单侧或双侧，或聚四氟乙烯薄膜包裹在薄铜皮周围。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210349510.0A CN102950378B (zh) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | 一种激光加工保护层 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210349510.0A CN102950378B (zh) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | 一种激光加工保护层 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102950378A CN102950378A (zh) | 2013-03-06 |
| CN102950378B true CN102950378B (zh) | 2015-09-09 |
Family
ID=47760086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210349510.0A Active CN102950378B (zh) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | 一种激光加工保护层 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102950378B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107999957B (zh) * | 2016-10-28 | 2020-01-07 | 中国航空制造技术研究院 | 避免激光制孔损伤空腔零件对面壁的防护材料及填入方法 |
| US10421135B2 (en) * | 2017-11-03 | 2019-09-24 | Kennametal Inc. | Rotary cutting tool with coolant passages and method of making same |
| CN108673064A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-19 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 溅射靶材sb焊接喷砂后防护的方法 |
| CN117182351B (zh) * | 2023-11-03 | 2024-01-30 | 江苏迅镭激光科技有限公司 | 激光切割平台和激光切割方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04359492A (ja) * | 1991-06-05 | 1992-12-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光接合用多層プリント基板 |
| DE19908630A1 (de) * | 1999-02-27 | 2000-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Abschirmung gegen Laserstrahlen |
| CN1475325A (zh) * | 2003-07-09 | 2004-02-18 | 中山大学 | 一种激光焊接吸收薄膜 |
| CN201596849U (zh) * | 2009-09-09 | 2010-10-06 | 佛山市鼎天保护膜有限公司 | 一种金属板材激光切割保护膜 |
| CN102107333A (zh) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种特种材料切割加工防溅伤工艺方法 |
-
2012
- 2012-09-19 CN CN201210349510.0A patent/CN102950378B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04359492A (ja) * | 1991-06-05 | 1992-12-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光接合用多層プリント基板 |
| DE19908630A1 (de) * | 1999-02-27 | 2000-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Abschirmung gegen Laserstrahlen |
| CN1475325A (zh) * | 2003-07-09 | 2004-02-18 | 中山大学 | 一种激光焊接吸收薄膜 |
| CN201596849U (zh) * | 2009-09-09 | 2010-10-06 | 佛山市鼎天保护膜有限公司 | 一种金属板材激光切割保护膜 |
| CN102107333A (zh) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种特种材料切割加工防溅伤工艺方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102950378A (zh) | 2013-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102950378B (zh) | 一种激光加工保护层 | |
| KR101601570B1 (ko) | 전해 가공 공구 및 전해 가공 시스템 | |
| EP2602042B1 (en) | Saw blade with tooth form projection | |
| ATE8723T1 (de) | Vorrichtung zur erzeugung schneller gepulster entladungen in einem laser, insbesondere an hochenergielasern. | |
| EP2199009A3 (en) | Laser Processing Method | |
| US6810573B2 (en) | Method for manufacturing fuel inlet | |
| RU2007104919A (ru) | Способ вырезания посредством лазерного луча | |
| JP2013107143A (ja) | 工具および工具の製造方法 | |
| ITRN20120016A1 (it) | Metodo ed apparecchiatura di taglio di un tubo in materiale termoplastico. | |
| WO2021035565A1 (en) | Bessel beam with axicon for glass cutting | |
| CN112809196A (zh) | 一种5g高频lcp材料外形切割方法 | |
| CN105880733B (zh) | 一种锯刀削切结构的激光蚀刻工艺 | |
| CN114556613A (zh) | 使用激光蚀刻的电极制造方法及用于执行该方法的电极制造设备 | |
| EP3777747A1 (en) | Shock wave generating device, and shock wave ablation system | |
| CN203018909U (zh) | 整体叶盘单/双面激光冲击强化光路系统 | |
| JP2010110798A (ja) | レーザ加工用バックプロテクタ及びレーザ加工方法 | |
| JP2006334705A (ja) | 押しブローチ | |
| JP2010017817A (ja) | 繊維強化プラスチック用ドリル | |
| KR101668241B1 (ko) | 열발생용 광섬유, 그리고 이의 제조 방법 | |
| KR102328501B1 (ko) | 필름의 오려내기 방법 | |
| CN109226969A (zh) | 去毛刺激光头和应用其的激光去毛刺装置 | |
| Li et al. | Study of the influence of conical guide on laser coupling stability in laser and electrochemical machining by optical simulation | |
| CN114952040B (zh) | 一种镍基合金曲面的飞秒激光钻孔方法 | |
| JP2007175814A (ja) | 内歯車加工用ヘリカルブローチ | |
| CN205702501U (zh) | 阀门止口车削刀具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 110043 Dong TA street, Dadong District, Shenyang, Liaoning Province, No. 6 Patentee after: Chinese Hangfa Shenyang Liming Aero engine limited liability company Address before: 110043 Dong TA street, Dadong District, Shenyang, Liaoning Province, No. 6 Patentee before: Liming Aeroplane Engine (Group) Co., Ltd., Shenyang City |