CN108115269A - 非晶合金激光低温抛光系统及方法 - Google Patents
非晶合金激光低温抛光系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108115269A CN108115269A CN201711483641.7A CN201711483641A CN108115269A CN 108115269 A CN108115269 A CN 108115269A CN 201711483641 A CN201711483641 A CN 201711483641A CN 108115269 A CN108115269 A CN 108115269A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- amorphous metal
- crystaline amorphous
- platform
- cryogenic
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 41
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 19
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明提供一种非晶合金激光低温抛光系统及方法，其中系统包括一加工箱室、一夹装平台、一激光发射机构、一激光传动平台、一面型检测反馈机构和一控制端，所述激光发射机构与所述激光传动平台传动连接地设置于所述加工箱室内；所述夹装平台设置于所述加工箱室内并固定于所述激光发射机构的下方；所述面型检测反馈机构连接所述加工箱室并位于所述夹装平台的上方；所述激光传动平台、所述面型检测反馈机构和所述激光发射机构分别连接所述控制端；所述激光发射机构可发射YAG激光和ArF准分子激光。本发明的一种非晶合金激光低温抛光系统及方法，可实现对非晶合金激光的低温抛光，并具有抛光效果好、精度高和通用性强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及非晶合金抛光工艺领域，尤其涉及一种非晶合金激光低温抛光系统及方法。
背景技术
目前激光技术主要应用在打标，切割，焊接等加工工艺上，抛光技术国内尚未有大的技术突破，技术难点只要在激光功率大小的选择，加工参数的控制，以及抛光效率的提升，抛光效果的改善。
非晶合金有很好的理化性能及力学性能，但其有较低的熔点，较高的电阻率，低热导率，硬度高，强度大，正因为这些特点，造成了非晶合金的难加工，特别是表面处理的研磨抛光。
传统的接触式抛光方法，均会有热量产生，会造成材料因为磨削高温的而恢复到晶体状态，从而失去了非晶合金材料的优良性能。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种非晶合金激光低温抛光系统及方法，可实现对非晶合金激光的低温抛光，并具有抛光效果好、精度高和通用性强的优点。
为了实现上述目的，本发明提供一种非晶合金激光低温抛光系统，包括一加工箱室、一夹装平台、一激光发射机构、一激光传动平台、一面型检测反馈机构和一控制端，所述激光发射机构与所述激光传动平台传动连接地设置于所述加工箱室内；所述夹装平台设置于所述加工箱室内并固定于所述激光发射机构的下方；所述面型检测反馈机构连接所述加工箱室并位于所述夹装平台的上方；所述激光传动平台、所述面型检测反馈机构和所述激光发射机构分别连接所述控制端；所述激光发射机构可发射YAG激光和ArF准分子激光。
优选地，所述激光发射机构包括一YAG激光发射装置和一ArF准分子激光发射装置。
优选地，所述激光传动平台包括一三维传动平台。
优选地，所述三维传动平台包括一第一方向传动机构、一第二方向传动机构、一升降机构和一固定座；所述激光发射机构固定于所述固定座，所述固定座可沿所述第一方向往复运动地与所述第一方向传动机构传动连接，所述固定座可沿所述第二方向往复运动地与所述第二方向传动机构传动连接，所述固定座可沿竖直方向往复运动地与所述升降机构传动连接。
优选地，还包括一光束均匀器，所述光束均匀器连接所述激光发射机构。
优选地，还包括一抽尘装置和一管道，所述抽尘装置通过所述管道与所述加工箱室连通。
本发明的一种基于本发明非晶合金激光低温抛光系统的非晶合金激光低温抛光方法，包括步骤：
S1：将一非晶合金产品固定于所述夹装平台；
S2：启动面型检测反馈机构和所述控制端，所述面型检测反馈机构实时向所述控制端反馈所述非晶合金产品的表面状态数据；
S3：通过所述激光传动平台传动所述激光发射机构对所述非晶合金产品定位；
S4：启动所述激光发射机构向所述非晶合金产品发射YAG激光进行粗抛光工序,所述YAG激光的波长为300nm，所述YAG激光的脉宽为12ns，所述YAG激光的能量密度为3.2-800J/cm2；
S5：启动所述激光发射机构向所述非晶合金产品发射ArF准分子激光进行精抛光工序，所述ArF准分子激光的波长为160nm，所述ArF准分子激光的脉宽为12ns，所述ArF准分子激光的能量密度为16.5J/cm2。
优选地，所述激光发射机构的抛光速度为10mm/s。
优选地，所述YAG激光和所述ArF准分子激光与所述非晶合金产品表面呈45°夹角。
优选地，所述激光传动平台按照交叉扫描方式和均匀扫描方式传动所述激光发射机构。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
可发射YAG激光和ArF准分子激光的激光发射机构、激光传动平台和控制端的配合，可实现对固定于夹装平台的非晶合金产品的激光低温抛光操作。光束均匀器使得入射激光的强度均匀。抽尘装置用于抽取加工箱室内加工过程中产生的粉尘，保证加工箱室内部清晰看见。三维传动平台的采用使得激光发射机构可沿多方向进行位置调整。本发明的方法，通过本发明系统的采用以及参数的设置，解决了非晶合晶材料硬难加工，不耐高温的特点，并能够以最佳的速度方式，达到良好的表面粗糙度和效果。
附图说明
图1为本发明实施例的非晶合金激光低温抛光系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的非晶合金激光低温抛光方法的流程图。
具体实施方式
下面根据附图1，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
请参阅图1，本发明实施例的一种非晶合金激光低温抛光系统，包括一加工箱室1、一夹装平台2、一激光发射机构3、一激光传动平台4、一面型检测反馈机构5、一控制端(图中未示)、一光束均匀器6、一抽尘装置7和一管道8，激光发射机构3与激光传动平台4传动连接地设置于加工箱室1内；夹装平台2设置于加工箱室1内并固定于激光发射机构3的下方；面型检测反馈机构5连接加工箱室1并位于夹装平台2的上方；激光传动平台4、面型检测反馈机构5和激光发射机构3分别连接控制端；激光发射机构3可发射YAG激光和ArF准分子激光。光束均匀器6连接激光发射机构3；抽尘装置7通过管道8与加工箱室1连通。
激光发射机构3、激光传动平台4和控制端的配合，可实现对固定于夹装平台2的非晶合金产品9的激光低温抛光操作。光束均匀器6使得入射激光的强度均匀。抽尘装置7用于抽取加工箱室1内加工过程中产生的粉尘，保证加工箱室1内部清晰看见。
本实施例中，激光发射机构3包括一YAG激光发射装置和一ArF准分子激光发射装置；在其他实施例中激光发射机构3也可以是包括具有发射YAG激光和ArF准分子激光功能的任意现有激光发射装置。
激光传动平台4包括一三维传动平台。本实施例中，三维传动平台包括一第一方向传动机构、一第二方向传动机构、一升降机构和一固定座；激光发射机构3固定于固定座，固定座可沿第一方向往复运动地与第一方向传动机构传动连接，固定座可沿第二方向往复运动地与第二方向传动机构传动连接，固定座可沿竖直方向往复运动地与升降机构传动连接。
请参阅图1和图2，本发明的一种基于本实施例非晶合金激光低温抛光系统的非晶合金激光低温抛光方法，包括步骤：
S1：将一非晶合金产品9固定于夹装平台2；
S2：启动面型检测反馈机构5和控制端，面型检测反馈机构5实时向控制端反馈非晶合金产品9的表面状态数据；工作人员可根据表面状态数据调整优化工艺参数；
S3：通过激光传动平台4传动激光发射机构3对非晶合金产品9定位；
S4：启动激光发射机构3向非晶合金产品9发射YAG激光进行粗抛光工序,YAG激光的波长为300nm，YAG激光的脉宽为12ns；YAG激光的能量密度为3.2-800J/cm2；
S5：启动激光发射机构3向非晶合金产品9发射ArF准分子激光进行精抛光工序，ArF准分子激光的波长为160nm，ArF准分子激光的脉宽为12ns。ArF准分子激光的能量密度为16.5J/cm2。
通过本实施例的方法，可在5分钟内将面积为50mm2、表面粗糙度为25μm的非晶合金产品9抛光到80nm。
另外，通过针对抛光速度和激光入射角度的研究，获得，当激光发射机构3的抛光速度为10mm/s时，表面粗糙度将达到最佳状态。当YAG激光和ArF准分子激光与非晶合金产品9表面呈45°夹角时，表面粗糙度达到最佳状态。
激光抛光还具有以下优点：
1、它是非接触式抛光，接触式抛光在样品上施加了外力，样品在外力下容易破裂；而非接触式激光抛光则不对样品施加任何压力。
2、激光抛光有很高的灵活性，它不仅能对平面进行抛光，还由于激光抛光是非接触式加工，故运用计算机三维控制能够对各种曲面进行抛光，如是对称曲面效果则更好，激光能够抛光的面形有：平面、球面、椭球面、抛物面等。
3、抛光样品时，不需要其它的辅助药剂，故对环境的污染很小。
4、可以实现精密的抛光；材料表面经激光抛光后可以达到纳米级，甚至亚纳米级。
5、特别适合超硬材料和脆性材料粗抛光后的精抛光。
6、可实现微细抛光，对选定的微小区域进行局部抛光。
7、抛光需要的工作环境比较简单，一般在室温下进行，不需要特殊的工作环境。
关于光源抛光路径的选择，本实施例采用光源交叉扫描，均匀扫描的方式达到最佳的表面粗糙度状态，扫描路径越复杂，表面粗糙度越小，但同时也要兼顾抛光的效率。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种非晶合金激光低温抛光系统，其特征在于，包括一加工箱室、一夹装平台、一激光发射机构、一激光传动平台、一面型检测反馈机构和一控制端，所述激光发射机构与所述激光传动平台传动连接地设置于所述加工箱室内；所述夹装平台设置于所述加工箱室内并固定于所述激光发射机构的下方；所述面型检测反馈机构连接所述加工箱室并位于所述夹装平台的上方；所述激光传动平台、所述面型检测反馈机构和所述激光发射机构分别连接所述控制端；所述激光发射机构可发射YAG激光和ArF准分子激光。
2.根据权利要求1所述的非晶合金激光低温抛光系统，其特征在于，所述激光发射机构包括一YAG激光发射装置和一ArF准分子激光发射装置。
3.根据权利要求1所述的非晶合金激光低温抛光系统，其特征在于，所述激光传动平台包括一三维传动平台。
4.根据权利要求3所述的非晶合金激光低温抛光系统，其特征在于，所述三维传动平台包括一第一方向传动机构、一第二方向传动机构、一升降机构和一固定座；所述激光发射机构固定于所述固定座，所述固定座可沿所述第一方向往复运动地与所述第一方向传动机构传动连接，所述固定座可沿所述第二方向往复运动地与所述第二方向传动机构传动连接，所述固定座可沿竖直方向往复运动地与所述升降机构传动连接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的非晶合金激光低温抛光系统，其特征在于，还包括一光束均匀器，所述光束均匀器连接所述激光发射机构。
6.根据权利要求5所述的非晶合金激光低温抛光系统，其特征在于，还包括一抽尘装置和一管道，所述抽尘装置通过所述管道与所述加工箱室连通。
7.一种基于权利要求1～6任一项所述非晶合金激光低温抛光系统的非晶合金激光低温抛光方法，包括步骤：
S1：将一非晶合金产品固定于所述夹装平台；
S2：启动面型检测反馈机构和所述控制端，所述面型检测反馈机构实时向所述控制端反馈所述非晶合金产品的表面状态数据；
S3：通过所述激光传动平台传动所述激光发射机构对所述非晶合金产品定位；
S4：启动所述激光发射机构向所述非晶合金产品发射YAG激光进行粗抛光工序,所述YAG激光的波长为300nm，所述YAG激光的脉宽为12ns，所述YAG激光的能量密度为3.2-800J/cm2；
S5：启动所述激光发射机构向所述非晶合金产品发射ArF准分子激光进行精抛光工序，所述ArF准分子激光的波长为160nm，所述ArF准分子激光的脉宽为12ns，所述ArF准分子激光的能量密度为16.5J/cm2。
8.根据权利要求7所述的非晶合金激光低温抛光方法，其特征在于，所述激光发射机构的抛光速度为10mm/s。
9.根据权利要求8所述的非晶合金激光低温抛光方法，其特征在于，所述YAG激光和所述ArF准分子激光与所述非晶合金产品表面呈45°夹角。
10.根据权利要求9所述的非晶合金激光低温抛光方法，其特征在于，所述激光传动平台按照交叉扫描方式和均匀扫描方式传动所述激光发射机构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711483641.7A CN108115269A (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 非晶合金激光低温抛光系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711483641.7A CN108115269A (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 非晶合金激光低温抛光系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108115269A true CN108115269A (zh) | 2018-06-05 |
Family
ID=62232478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711483641.7A Pending CN108115269A (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 非晶合金激光低温抛光系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108115269A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110355354A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-22 | 上海驰声新材料有限公司 | 一种非晶合金成型件切断装置和切断工艺 |
| CN111299838A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-06-19 | 武汉大学 | 集成电路互连线激光抛光工艺 |
| CN113798686A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-17 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | 一种应用于铝制品的激光打标方法及装置 |
| CN113828929A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-24 | 西安交通大学 | 抛光机、复合激光抛光及修复高熵合金增材制件的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070095800A1 (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Surface treatment device |
| CN102107389A (zh) * | 2009-12-25 | 2011-06-29 | 比亚迪股份有限公司 | 一种非晶合金抛光方法 |
| CN103115927A (zh) * | 2013-02-04 | 2013-05-22 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 光学玻璃抛光亚表面损伤无损检测方法 |
| CN205798711U (zh) * | 2016-07-05 | 2016-12-14 | 温州大学 | 一种测量加工一体化的激光平整化抛光装置 |
| CN207735764U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-08-17 | 上海驰声新材料有限公司 | 非晶合金激光低温抛光系统 |
-
2017
- 2017-12-29 CN CN201711483641.7A patent/CN108115269A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070095800A1 (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Surface treatment device |
| CN102107389A (zh) * | 2009-12-25 | 2011-06-29 | 比亚迪股份有限公司 | 一种非晶合金抛光方法 |
| CN103115927A (zh) * | 2013-02-04 | 2013-05-22 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 光学玻璃抛光亚表面损伤无损检测方法 |
| CN205798711U (zh) * | 2016-07-05 | 2016-12-14 | 温州大学 | 一种测量加工一体化的激光平整化抛光装置 |
| CN207735764U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-08-17 | 上海驰声新材料有限公司 | 非晶合金激光低温抛光系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110355354A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-22 | 上海驰声新材料有限公司 | 一种非晶合金成型件切断装置和切断工艺 |
| CN111299838A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-06-19 | 武汉大学 | 集成电路互连线激光抛光工艺 |
| CN113798686A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-17 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | 一种应用于铝制品的激光打标方法及装置 |
| CN113828929A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-24 | 西安交通大学 | 抛光机、复合激光抛光及修复高熵合金增材制件的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207735764U (zh) | 非晶合金激光低温抛光系统 | |
| CN108115269A (zh) | 非晶合金激光低温抛光系统及方法 | |
| CN107199251B (zh) | 一种激光清洗装置 | |
| CN108818983A (zh) | 光学硬脆性材料的微激光辅助加工系统及其使用方法 | |
| JP2019524470A (ja) | レーザ透過型ツール | |
| JP5221560B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| CN201239859Y (zh) | 可调切割角度的激光切割装置及使用该装置的激光切割机 | |
| CN201151190Y (zh) | 用激光焊接热塑性塑料件的装置 | |
| CN101486255B (zh) | 用激光焊接热塑性塑料件的装置 | |
| CN113829081B (zh) | 一种选择性能场辅助加工系统 | |
| CN114131208B (zh) | 激光诱导等离子体进行仿形加工装置及方法 | |
| US20090196697A1 (en) | Multi-Function cutting machine with working depth measurement | |
| CN107931866A (zh) | 利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置及方法 | |
| Liang et al. | Large size optical glass lens polishing based on ultrasonic vibration | |
| CN110340504B (zh) | 一种管道相贯线切割装置 | |
| CN113241579A (zh) | 一种通用激光光源模块 | |
| CN100455428C (zh) | 多维激光焊接塑料装置 | |
| CN211247615U (zh) | 激光清洗装置 | |
| CN105834588A (zh) | 一种采用激光消融加工金属镜面的设备 | |
| CN216441844U (zh) | 一种新型激光清洗头 | |
| CN206241467U (zh) | 一种用于对工件进行多面加工的激光加工装置 | |
| CN108687443A (zh) | 一种激光拼焊夹持定位装置 | |
| CN103831681A (zh) | 多功能光纤端面光学加工微型机床 | |
| CN115302375A (zh) | 一种金刚石晶圆片的高效高精复合加工装备及方法 | |
| CN207103323U (zh) | 一种单轴激光扫描系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180605 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |