CN104907681A - 一种激光辅助等离子体加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种激光辅助等离子体加工方法，本发明属于精密光学零件加工的技术领域。它的步骤一：将等离子体炬的等离子体炬加工区设置在牺牲工件的上端面上，使激光扫描区一直处在等离子体炬加工区的运动方向前侧；步骤二：将被加工件设置在牺牲工件的上端面上，保证激光扫描区的面积大于等离子体炬加工区，开始对被加工件加工，以保证等离子体炬加工区均为进行了激光修复处理；步骤三：加工完毕后，激光扫描区和等离子体炬加工区移动到牺牲工件上，防止烧伤机床。本发明在对光学镜片加工时，使用激光预处理，不会产生波纹度误差条件下部分修复微裂纹，进而使用大气等离子体加工，避免了等离子体加工损伤打开的效果，实现了高质量的光学加工。

Description

一种激光辅助等离子体加工方法
技术领域
本发明属于精密光学零件加工的技术领域。
背景技术
传统光学加工中，表面存在大量微裂纹，即存在亚表层损伤。大气等离子体加工光学镜片，去除速率高，不产生亚表层损伤，是一种无亚表层损伤加工方法。单纯的大气等离子加工中，由于前道工序产生的亚表层损伤。大气等离子加工时会使这些微裂纹逐步打开，导致镜片表面质量严重下降。使用高能激光束照射到工件，在光斑处产生高温，发生气化、熔融，可以实现微裂纹的修复；但长时间激光修复会造成波纹度误差，影响工件面形精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光辅助等离子体加工方法，是为了解决现有大气等离子加工时会使这些微裂纹逐步打开，导致镜片表面存在质量严重下降的问题。当使用高能激光束照射到工件，在光斑处产生高温，发生气化、熔融，可以实现微裂纹的修复；但长时间激光修复会造成波纹度误差，影响工件面形精度的问题。
所述的目的是通过以下方案实现的：所述的一种激光辅助等离子体加工方法，它的方法步骤为：
步骤一：将等离子体炬1的等离子体炬加工区1-1设置在牺牲工件4的上端面上，将激光器2发射的激光通过振镜系统3反射到牺牲工件4的上端面上，并使激光扫描区2-1一直处在等离子体炬加工区1-1的运动方向前侧；
步骤二：牺牲工件4的外轮廓大于被加工件5的外轮廓，将被加工件5设置在牺牲工件4的上端面上，启动等离子体炬1工作、启动激光器2工作、启动振镜系统3扫描，保证激光扫描区2-1的面积大于等离子体炬加工区1-1，开始对被加工件5加工，使激光扫描区2-1始终位于等离子体炬加工区1-1前侧，以保证等离子体炬加工区1-1均为进行了激光修复处理；
步骤三：加工完毕后，激光扫描区2-1和等离子体炬加工区1-1移动到牺牲工件4上，防止烧伤机床。
本发明在对光学镜片加工时，使用激光预处理，不会产生波纹度误差条件下部分修复微裂纹，进而使用大气等离子体加工，避免了等离子体加工损伤打开的效果，实现了高质量的光学加工。
本发明与现有的光学零件精密工方法相比，优势在于：
1、本发明所述的方法是基于大气等离子体加工方法，是一种非接触式的化学加工方法，不会引入亚表层损伤；且效率较传统光学精密加工高；
2、该方法引入了激光对光学零件表面损伤的修复作用，并结合等离子加工特点，弥补了大气等离子加工扩大微裂纹的缺点，实现高质量加工；
3、该方法采用二氧化碳激光器作为辅助能量源，光学零件对其吸收率高，实现高效的修复作用；
4、该方法采用振镜系统，可以使激光能量均匀分布于零件表面；且结构简单，易于集成到大气等离子加工方法中。。
附图说明
图1是本发明方法涉及的装置的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1所示，它的方法步骤为：
步骤一：将等离子体炬1的等离子体炬加工区1-1设置在牺牲工件4的上端面上，将激光器2发射的激光通过振镜系统3反射到牺牲工件4的上端面上，并使激光扫描区2-1一直处在等离子体炬加工区1-1的运动方向前侧；
步骤二：牺牲工件4的外轮廓大于被加工件5的外轮廓，将被加工件5设置在牺牲工件4的上端面上，启动等离子体炬1工作、启动激光器2工作、启动振镜系统3扫描，保证激光扫描区2-1的面积大于等离子体炬加工区1-1，开始对被加工件5加工，使激光扫描区2-1始终位于等离子体炬加工区1-1前侧，以保证等离子体炬加工区1-1均为进行了激光修复处理；
步骤三：加工完毕后，激光扫描区2-1和等离子体炬加工区1-1移动到牺牲工件4上，防止烧伤机床。
所述激光器2选用被加工件5吸收率高的激光器，激光器2具体选用二氧化碳激光器。所述牺牲工件4的材质与被加工件5的材质相同。

Claims (3)

1.一种激光辅助等离子体加工方法，其特征在于它的方法步骤为：
步骤一：将等离子体炬（1）的等离子体炬加工区（1-1）设置在牺牲工件（4）的上端面上，将激光器（2）发射的激光通过振镜系统（3）反射到牺牲工件（4）的上端面上，并使激光扫描区（2-1）一直处在等离子体炬加工区（1-1）的运动方向前侧；
步骤二：牺牲工件（4）的外轮廓大于被加工件（5）的外轮廓，将被加工件（5）设置在牺牲工件（4）的上端面上，启动等离子体炬（1）工作、启动激光器（2）工作、启动振镜系统（3）扫描，保证激光扫描区（2-1）的面积大于等离子体炬加工区（1-1），开始对被加工件（5）加工，使激光扫描区（2-1）始终位于等离子体炬加工区（1-1）前侧，以保证等离子体炬加工区（1-1）均为进行了激光修复处理；
步骤三：加工完毕后，激光扫描区（2-1）和等离子体炬加工区（1-1）移动到牺牲工件（4）上，防止烧伤机床。
2.根据权利要求1所述的一种激光辅助等离子体加工方法，其特征在于所述激光器（2）选用二氧化碳激光器。
3.根据权利要求1所述的一种激光辅助等离子体加工方法，其特征在于所述牺牲工件（4）的材质与被加工件（5）的材质相同。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106956079A (zh) * 2017-04-17 2017-07-18 江苏大学 一种激光微熔凝弥合金属表面微裂纹的方法
CN108911532A (zh) * 2018-09-29 2018-11-30 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 工件表面损伤修复方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008068266A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd ウエハ加工方法及び装置
JP2012015262A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Nippon Avionics Co Ltd 熱圧着用ヒータツールのクリーニング方法および装置
CN102989720A (zh) * 2012-10-16 2013-03-27 江苏大学 一种激光辅助清除基体表面纳米颗粒的方法和装置
CN103227093A (zh) * 2013-05-14 2013-07-31 哈尔滨工业大学 适用于大口径非球面光学零件的大气等离子体加工装置
CN103273180A (zh) * 2013-05-14 2013-09-04 哈尔滨工业大学 自由曲面光学零件的大气等离子体数控加工方法
JP2013202689A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Nagoya Univ レーザー加工方法、レーザー加工装置、およびレーザー加工装置に用いられる大気圧プラズマ装置
CN104148806A (zh) * 2013-05-14 2014-11-19 中国石油大学(华东) 一种高铬铸钢轧辊表层疲劳微裂纹激光快速修复方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008068266A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd ウエハ加工方法及び装置
JP2012015262A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Nippon Avionics Co Ltd 熱圧着用ヒータツールのクリーニング方法および装置
JP2013202689A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Nagoya Univ レーザー加工方法、レーザー加工装置、およびレーザー加工装置に用いられる大気圧プラズマ装置
CN102989720A (zh) * 2012-10-16 2013-03-27 江苏大学 一种激光辅助清除基体表面纳米颗粒的方法和装置
CN103227093A (zh) * 2013-05-14 2013-07-31 哈尔滨工业大学 适用于大口径非球面光学零件的大气等离子体加工装置
CN103273180A (zh) * 2013-05-14 2013-09-04 哈尔滨工业大学 自由曲面光学零件的大气等离子体数控加工方法
CN104148806A (zh) * 2013-05-14 2014-11-19 中国石油大学(华东) 一种高铬铸钢轧辊表层疲劳微裂纹激光快速修复方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
金会良等: "大气等离子体去除熔石英损伤层过程中表面形成机理研究", 《中国博士学位论文全文数据库》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106956079A (zh) * 2017-04-17 2017-07-18 江苏大学 一种激光微熔凝弥合金属表面微裂纹的方法
CN108911532A (zh) * 2018-09-29 2018-11-30 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 工件表面损伤修复方法及系统
CN108911532B (zh) * 2018-09-29 2021-06-11 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 工件表面损伤修复方法及系统

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