CN110315210B - 脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置及其方法，涉及激光制造以及薄板微成形技术领域，该装置包括激光发射系统、控制系统、工件成形系统；激光发射系统包括脉冲激光发生器、平面反射镜、可调焦透镜；控制系统包括激光控制器、计算机、脉冲电流控制器、三维移动平台控制器、气缸控制器、电机控制器；工件成形系统包括三维移动平台、底座、第一电机、第二电机、气缸、工位旋转装置、凹模旋转装置、模具、凹模；本发明方法通过工位旋转装置与凹模旋转装置同步运动，借助气缸的升降以更换凹模，对工件施加脉冲电流处理，利用激光脉冲作为能量源，从而实现金属薄板的多工位微成形。

Description

脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置 及其方法

技术领域

本发明属于激光制造以及薄板微成形技术领域，尤其涉及到脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置及其方法。

背景技术

随着当今生产力的不断发展，在航空航天、汽车制造等领域，具有微特征的结构件的应用越来越广泛。若使用传统加工工艺进行微特征成形，则会面临刚性冲头制造困难、对中困难等问题。使用脉冲激光冲击成形技术则可以成形出精度较高、质量较好的微特征件，但对于某些难成形材料其成形效果相对较弱。且受限于工件的更换过程较为繁琐，往往其加工间隔时间较长及模具凹模的更换效率较低，所以需要找到一种可以减少加工间隔时间及提高凹模更换效率的方法。

相关研究表明，通过向金属材料施加脉冲电流可以使材料产生电致塑性效应。电致塑性效应是指材料在运动电子作用下，内部位错程度增加，孪晶的发生被抑制，再结晶的发生温度降低，宏观表现为材料的流动应力降低，塑性变形能力提高，从而提高材料的成形质量，近年来，其作为热加工的替代成形处理方式，得到了广泛的应用。

申请号CN201310298622.2的中国专利公开了一种高应变速率下的微塑性成形装置及其成形方法。此成形方法为激光冲击成形，成形工艺单一，且装置的凹模由于受到结构的限制，无法有效率的进行更换，且更换工件时需要拆卸压边圈和法兰，两次加工的间隔时间较长，整体操作较为繁琐。

鉴于此，本发明提出了一种脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置及其方法，创新性的将脉冲电流处理与激光冲击成形两种加工工艺相结合，提高了凹模更换效率，缩短了加工间隔时间，以及进一步的提高了微成形件的质量。

发明内容

针对现有的薄板冲击成形技术中存在的问题，本发明提出了一种脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置及其方法，实现了金属薄板有效率的微成形；该方法设计了一个自动旋转工位的装置以及自动更换凹模的装置，利用脉冲电流处理薄板并结合激光冲击对其进行微成形。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置，包括激光发射系统、控制系统和工件成形系统；所述激光发射系统用于产生激光，控制系统用于控制成形装置的工作；所述工件成形系统用于工件成形；

所述工件成型系统包括工位旋转装置和凹模旋转装置；所述工位旋转装置包括多工位转盘和多工位转盘轴；所述多工位转盘轴将动力传递给多工位转盘，多工位转盘上设置有数个工位；所述凹模旋转装置包括凹模转盘和凹模转盘轴；所述凹模转盘轴将动力传递给凹模转盘，所述凹模转盘上设置有数个安放凹模的容腔，所述凹模上端开设有成型槽结构，所述多工位转盘上的工位处开设有与凹模相匹配的槽；所述多工位转盘上的工位处从下至上依次设置有薄板、吸收层和约束层；成形过程中，凹模上行至薄板下方，激光束辐照在薄板上，从而得到与凹模上端开设的成型槽结构形状相同的结构。

进一步的，所述薄板下方设置有云母绝缘片，薄板与脉冲电源相连，云母绝缘片与凹模对应位置处开设有孔。

进一步的，所述工位旋转装置还包括第一锥齿轮、滚动轴承和多工位转盘底座；所述多工位转盘轴的一端通过滚动轴承安装在多工位转盘底座上；所述多工位转盘轴上安装有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，从而将第一电机上的动力通过齿轮传动到多工位转动轴上，多工位转动轴带动多工位转盘转动，从而实现工位的变化。

进一步的，所述凹模旋转装置还包括第三锥齿轮、第二滚动轴承和凹模转盘底座；所述凹模转盘轴的一端通过第二滚动轴承安装在凹模转盘底座上；所述凹模转盘轴上安装有第三锥齿轮，第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，从而将第二电机上的动力通过齿轮传动到凹模转盘轴上。

进一步的，凹模的容腔下方设置有气缸，通过气缸的工作推动凹模上行或者下行，从而实现薄板成形。

进一步的，所述约束层为K9光学玻璃或者有机玻璃或者硅胶或者合成树脂。

进一步的，所述激光发射系统包括激光脉冲器、平面反射镜和可调焦透镜；所述平面反射镜与脉冲激光器发出的光束呈45°；所述可调焦透镜放置于脉冲激光器发射的经过平面反射镜反射后的光路上；所述可调焦透镜安装在透镜支架上。

进一步的，所述控制系统包括激光控制器、计算机、脉冲电流控制器、三维移动平台控制器、气缸控制器和电机控制器；所述激光控制器、脉冲电流控制器、三维移动平台控制器、气缸控制器、电机控制器均与计算机相连；所述激光控制器与激光脉冲器相连，用于控制激光脉冲器的工作状态；所述脉冲电流控制器可由计算机控制工作状态；所述三维平台控制器与三维移动平台相连，用于控制三维移动平台的移动；所述气缸控制器与气缸相连，用于控制气缸的升降；电机控制器与第一电机、第二电机相连，用于控制第一电机及第二电机的工作状态。

脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置的成形方法，包括如下步骤：

S1：激光控制器、三维移动平台控制器、电机控制器、气缸控制器、脉冲电流控制器与计算机连通；

S2：在三维移动平台上选定位置，将工位旋转装置固定于三维移动平台上，固定方法为采用螺钉固定；根据工位旋转装置的位置确定凹模旋转装置的位置，并使用螺钉将其固定于三维移动平台上；将第一电机与第二电机固定在三维移动平台上，固定时需保持第一电机与第二电机末端第二锥齿轮、第四锥齿轮与工位旋转装置的第一锥齿轮及凹模旋转装置上的第三锥齿轮的啮合关系；将气缸固定在三维移动平台的相应位置上；

S3：将数套模具安装于工位旋转装置的相应位置，其中模具的安装顺序从下至上为：云母绝缘片、薄板、吸收层、约束层、压板，最后使用螺钉将模具固定于工位旋转装置上；将复数套具有不同成形微特征的凹模放入凹模旋转装置的容腔内；

S4：利用计算机通过电机控制器控制第一电机、第二电机调整工位旋转装置及凹模旋转装置的旋转角度，使模具的中心线、凹模的中心线与气缸的升降路径处于同一直线；调整可调焦透镜，调整脉冲激光器参数；利用计算机通过三维平台控制器调整三维移动平台的位置，使模具的中心线与激光焦点重合；

S5：将脉冲电流控制器与薄板两端相连；利用计算机通过气缸控制器控制气缸升起，穿过凹模旋转装置的容腔将凹模顶起，直至凹模上表面与云母绝缘片下表面接触；

S6：利用计算机控制脉冲电流控制器施放脉冲电流；通过计算机发送指令给激光控制器控制脉冲激光器发射脉冲激光；脉冲激光被吸收层吸收，吸收层表层产生汽化和电离后产生大量等离子体，等离子体快速向外膨胀，在约束层的约束下，推动吸收层产生向下的冲击压力，在冲击压力和凹模的作用下，薄板产生塑性变形；

S7：利用计算机通过气缸控制器控制气缸复位；利用计算机控制脉冲电流控制器关闭脉冲电流，将脉冲电流控制器与薄板两端断开；利用计算机通过电机控制器控制第一电机、第二电机带动工位旋转装置及凹模旋转装置同步旋转，再次使得模具的中心线、凹模的中心线与气缸的升降路径处于同一直线；

S8：在所有薄板成形完成之前，重复S5至S7的步骤；

S9：所有薄板成形结束之后，将复数套模具从工位旋转装置上取出，若仍需进行加工，则重复S3至S7的步骤。

本发明产生的有益效果是：

1.本发明采用脉冲电流辅助激光能量源冲击吸收层产生冲击压力对产生电致塑性的金属薄板进行冲击成形。在激光冲击的情况下材料应变时呈流体状，成形能力较高；且通过向材料施加脉冲电流可以进一步提高材料的塑性，因此使用此种成形方法可以提高材料的塑性，不仅能使成形件的成形质量得到提高，同时也能避免生产高成本的微冲头而节约成本。

2.通过第一电机的转动可以经由锥齿轮组带动工位自动旋转装置旋转，使工件的工位发生变换并自动与脉冲激光器的中心对其，省去了人工手动安装与对中的时间，可以减少相邻两次加工的间隔时间。

3.通过第二电机的转动可以经由锥齿轮组带动凹模自动旋转装置旋转，使具有不同微特征的凹模自动旋转至工件下方，再经由气缸的推动推至工件下方并与其接触，省去了人工更换具有不同微特征凹模的步骤，可以有效提高凹模更换的效率及灵活性。

4.凹模上端开设的成型槽结构形状可以多样，这样，可以实现薄板的不同的成形结构，提高了设备的利用率。

附图说明

图1是一种脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置的结构示意图；

图2是本发明工位旋转装置的三维图；

图3是本发明凹模旋转装置的三维图；

图4是本发明成形过程的原理图；

附图标记：

1-三维移动平台；2-气缸控制器；3-三维移动平台控制器；4-计算机5-电机控制器；6-第一电机；7-激光控制器；8-脉冲激光器；9-工位旋转装置；10-脉冲电流控制器；11-平面反射镜；12-可调焦透镜；13-透镜支架；14-螺钉；15-压板；16-约束层；17-吸收层；18-薄板；19-云母绝缘片；20-凹模旋转装置；21-凹模；22-第三锥齿轮；23-第二电机；24-底座；25-第四锥齿轮；26-气缸；27-第一锥齿轮；28-第二锥齿轮；29-多工位转盘；30-多工位转盘轴；31-滚动轴承；32-多工位转盘底座；33-凹模转盘；34-凹模转盘轴；35-第二滚动轴承；36-凹模转盘底座。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的

本发明一种脉冲电流辅助激光冲击薄板多工位凹模旋转装置结构，结合附图1所示，包括激光发射系统、控制系统和工件成形系统；

所述工件成型系统包括工位旋转装置9和凹模旋转装置20；所述工位旋转装置9包括多工位转盘29和多工位转盘轴30；所述多工位转盘轴30将动力传递给多工位转盘29，多工位转盘29上设置有数个工位；所述凹模旋转装置20包括凹模转盘33和凹模转盘轴34；所述凹模转盘轴34将动力传递给凹模转盘33，所述凹模转盘33上设置有数个安放凹模31的容腔，所述凹模21上端开设有成型槽结构，所述多工位转盘29上的工位处开设有与凹模21相匹配的槽；所述多工位转盘29上的工位处从下至上依次设置有薄板18、吸收层17和约束层16；成形过程中，凹模21上行至薄板18下方，激光束辐照在薄板18上，从而得到与凹模21上端开设的成型槽结构形状相同的结构。

所述薄板18下方设置有云母绝缘片19，薄板18与脉冲电源相连，云母绝缘片19与凹模31对应位置处开设有孔。

所述工位旋转装置9还包括第一锥齿轮27、滚动轴承31和多工位转盘底座32；所述多工位转盘轴30的一端通过滚动轴承31安装在多工位转盘底座32上；所述多工位转盘轴30上安装有第一锥齿轮27，第一锥齿轮27与第二锥齿轮28啮合，从而将第一电机6上的动力通过齿轮传动到多工位转动轴30上，多工位转动轴30带动多工位转盘29转动，从而实现工位的变化。

所述激光发射系统包括激光脉冲器8、平面反射镜11和可调焦透镜12；所述平面反射镜11与脉冲激光器8发出的光束呈45°；所述可调焦透镜12放置于脉冲激光器8发射的经过平面反射镜11反射后的光路上；所述可调焦透镜12安装在透镜支架13上；

所述控制系统包括激光控制器7、计算机4、脉冲电流控制器10、三维移动平台控制器3、气缸控制器2、电机控制器5；所述激光控制器7、脉冲电流控制器10、三维移动平台控制器3、气缸控制器2、电机控制器5均与计算机4相连；所述激光控制器7与激光脉冲器8相连，用于控制激光脉冲器8的工作状态；所述脉冲电流控制器10可由计算机4控制工作状态；所述三维平台控制器3与三维移动平台1相连，用于控制三维移动平台1的移动；所述气缸控制器2与气缸26相连，用于控制气缸26的升降；电机控制器5与第一电机6、第二电机23相连，用于控制第一电机6及第二电机23的工作状态；

所述工件成形系统包括三维移动平台1、底座24、第一电机6、第二电机23、气缸26、凹模21、模具、工位旋转装置9、凹模旋转装置20；所述三维移动平台1与透镜支架13安装在底座24上；所述第一电机6、第二电机23、气缸26、工位旋转装置9、凹模旋转装置20均安装于三维移动平台1上；所述模具通过螺钉14与工位旋转装置9相连；所述凹模21安装在凹模旋转装置20的容腔内。

结合图2所示，所述工位旋转装置9包括多工位转盘29、多工位转盘轴30、第一锥齿轮27、滚动轴承31、多工位转盘底座32；所述多工位转盘29上设置有螺纹孔，可通过螺钉14将复数套模具安装于工位转盘上；所述多工位转盘轴30与多工位转盘29之间为过盈连接，防止发生相对转动；所述多工位转盘轴30与第一锥齿轮27之间为过盈连接，防止发生相对转动，影响传动精确性；所述多工位转盘轴30与滚动轴承31内圈之间为过盈连接；所述多工位转盘底座32中心开有轴承孔与滚动轴承31相配合；所述多工位转盘底座32四周开有螺纹孔，可通过螺钉14与三维移动平台1相连接；

结合图3所示，所述的凹模旋转装置20包括凹模转盘33、凹模转盘轴34、第三锥齿轮22、滚动轴承35、凹模转盘底座36；所述凹模转盘33上设置有安放复数套凹模21的容腔；所述凹模转盘轴34与凹模转盘33之间为过盈连接，防止发生相对转动；所述凹模转盘轴34与第三锥齿轮22之间为过盈连接，防止发生相对转动，影响传动精确性；所述凹模转盘轴34与滚动轴承35内孔为过盈连接；所述凹模转盘底座36中心开有轴承孔与滚动轴承35相配合；所述凹模转盘底座36四周开有螺纹孔，可以通过螺钉14与三维移动平台1相连接；脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置及其方法，包括如下步骤：

S1：激光控制器7、三维移动平台控制器3、电机控制器5、气缸控制器2、脉冲电流控制器10与计算机4连通；

S2：在三维移动平台1上选定位置，将工位旋转装置9固定于三维移动平台1上，固定方法为采用螺钉14固定；根据工位旋转装置9的位置确定凹模旋转装置20的位置，并使用螺钉14将其固定于三维移动平台1上；将第一电机6与第二电机23固定在三维移动平台1上，固定时需分别注意保持其末端第二锥齿轮28、第四锥齿轮25与工位旋转装置9的第一锥齿轮27及凹模旋转装置20上的第三锥齿轮22的啮合关系；将气缸26固定在三维移动平台1的相应位置上；

S3：将复数套模具安装于工位旋转装置9的相应位置，其中模具的安装顺序为：云母绝缘片19、薄板18、吸收层17、约束层16、压板15，最后使用螺钉14将模具固定于工位旋转装置9上；将复数套具有不同成形微特征的凹模21放入凹模旋转装置20的容腔内；

S4：利用计算机4通过电机控制器5控制第一电机6、第二电机23调整工位旋转装置9及凹模旋转装置20的旋转角度，使模具的中心线、凹模21的中心线与气缸26的升降路径处于同一直线；调整可调焦透镜12，调整脉冲激光器8参数；利用计算机4通过三维平台控制器3调整三维移动平台1的位置，使模具的中心线与激光焦点重合；

S5：结合图4所示，将脉冲电流控制器10与薄板18两端相连；利用计算机4通过气缸控制器2控制气缸26升起，穿过凹模旋转装置20的容腔将凹模21顶起，直至凹模21上表面与云母绝缘片19下表面接触；需要说明的是，云母绝缘片19与凹模21接触的地方开设有孔或者槽口，孔或者槽口的形状与凹模21上端开设的成形槽结构形状大小形同，使得激光束辐照在薄板18上，从而得到与凹模21上端开设的成型槽结构形状相同的结构；另外，凹模21的形状为T字形结构。

S6：利用计算机4控制脉冲电流控制器10施放脉冲电流；通过计算机4发送指令给激光控制器7控制脉冲激光器8发射脉冲激光；脉冲激光被吸收层17吸收，吸收层17表层产生汽化和电离后产生大量等离子体，等离子体快速向外膨胀，在约束层16的约束下，推动吸收层17产生向下的冲击压力，在冲击压力和凹模21的作用下，薄板18产生塑性变形；

S7：利用计算机4通过气缸控制器2控制气缸26复位；利用计算机4控制脉冲电流控制器10关闭脉冲电流，将脉冲电流控制器10与薄板18两端断开；利用计算机4通过电机控制器5控制第一电机6、第二电机23带动工位旋转装置9及凹模旋转装置20同步旋转，再次使得模具的中心线、凹模21的中心线与气缸26的升降路径处于同一直线；

S8：在所有薄板18成形完成之前，重复S5至S7的步骤；

S9：所有薄板18成形结束之后，将复数套模具从工位旋转装置9上取出，若仍需进行加工，则重复S3至S7的步骤。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置，其特征在于，包括激光发射系统、控制系统和工件成形系统；所述激光发射系统用于产生激光，控制系统用于控制成形装置的工作；所述工件成形系统用于工件成形；

所述工件成形系统包括工位旋转装置（9）和凹模旋转装置（20）；所述工位旋转装置（9）包括多工位转盘（29）和多工位转盘轴（30）；所述多工位转盘轴（30）将动力传递给多工位转盘（29），多工位转盘（29）上设置有数个工位；所述凹模旋转装置（20）包括凹模转盘（33）和凹模转盘轴（34）；所述凹模转盘轴（34）将动力传递给凹模转盘（33），所述凹模转盘（33）上设置有数个安放凹模（21）的容腔，所述凹模（21）上端开设有成型槽结构，所述多工位转盘（29）上的工位处开设有与凹模（21）相匹配的槽；所述多工位转盘（29）上的工位处从下至上依次设置有薄板（18）、吸收层（17）和约束层（16）； 成形过程中，凹模（21）上行至薄板（18）下方，激光束辐照在薄板（18）上，从而得到与凹模（21）上端开设的成型槽结构形状相同的结构；

所述薄板（18）下方设置有云母绝缘片（19），薄板（18）与脉冲电源相连， 云母绝缘片（19）与凹模（21）对应位置处开设有孔；

所述工位旋转装置（9）还包括第一锥齿轮（27）、滚动轴承（31）和多工位转盘底座（32）；所述多工位转盘轴（30）的一端通过滚动轴承（31）安装在多工位转盘底座（32）上；所述多工位转盘轴（30）上安装有第一锥齿轮（27），第一锥齿轮（27）与第二锥齿轮（28）啮合，从而将第一电机（6）上的动力通过齿轮传动到多工位转盘轴（30）上，多工位转盘轴（30）带动多工位转盘（29）转动，从而实现工位的变化；

所述凹模旋转装置（20）还包括第三锥齿轮（22）、第二滚动轴承（35）和凹模转盘底座（36）；所述凹模转盘轴（34）的一端通过第二滚动轴承（35）安装在凹模转盘底座（36）上；所述凹模转盘轴（34）上安装有第三锥齿轮（22），第三锥齿轮（22）与第四锥齿轮（25）啮合，从而将第二电机（23）上的动力通过齿轮传动到凹模转盘轴（34）上；凹模（21）的容腔下方设置有气缸（26），通过气缸（26）的工作推动凹模（21）上行或者下行，从而实现薄板（18）成形；

所述激光发射系统包括脉冲激光器（8）、平面反射镜（11）和可调焦透镜（12）；所述平面反射镜（11）与脉冲激光器（8）发出的光束呈45°；所述可调焦透镜（12）放置于脉冲激光器（8）发射的经过平面反射镜(11)反射后的光路上；所述可调焦透镜（12）安装在透镜支架（13）上；

所述控制系统包括激光控制器（7）、计算机（4）、脉冲电流控制器（10）、三维移动平台控制器（3）、气缸控制器（2）和电机控制器（5）；所述激光控制器（7）、脉冲电流控制器（10）、三维移动平台控制器（3）、气缸控制器（2）、电机控制器（5）均与计算机（4）相连；所述激光控制器（7）与脉冲激光器（8）相连，用于控制脉冲激光器（8）的工作状态；所述脉冲电流控制器（10）可由计算机（4）控制工作状态；所述三维移动平台控制器（3）与三维移动平台（1）相连，用于控制三维移动平台（1）的移动；所述气缸控制器（2）与气缸（26）相连，用于控制气缸（26）的升降；电机控制器（5）与第一电机（6）、第二电机（23）相连，用于控制第一电机（6）及第二电机（23）的工作状态。

2.根据权利要求1所述的脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置，其特征在于，所述约束层（16）为K9光学玻璃或者有机玻璃或者硅胶或者合成树脂。

3.根据权利要求1至2任一项所述的脉冲电流处理与激光冲击薄板复合多工位可换凹模成形装置的成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：激光控制器（7）、三维移动平台控制器（3）、电机控制器（5）、气缸控制器（2）、脉冲电流控制器（10）与计算机（4）连通；

S2：在三维移动平台（1）上选定位置，将工位旋转装置（9）固定于三维移动平台（1）上，固定方法为采用螺钉（14）固定；根据工位旋转装置（9）的位置确定凹模旋转装置（20）的位置，并使用螺钉（14）将其固定于三维移动平台（1）上；将第一电机（6）与第二电机（23）固定在三维移动平台（1）上，固定时需保持第一电机（6）输出端的第二锥齿轮（28）与第二电机（23）输出端的第四锥齿轮（25）分别与工位旋转装置（9）上的第一锥齿轮（27）和凹模旋转装置（20）上的第三锥齿轮（22）的啮合关系；将气缸（26）固定在三维移动平台（1）的相应位置上；

S3：将数套模具安装于工位旋转装置（9）的相应位置，其中模具的安装顺序从下至上为：云母绝缘片（19）、薄板（18）、吸收层（17）、约束层（16）、压板（15），最后使用螺钉（14）将模具固定于工位旋转装置（9）上；将复数套具有不同成形微特征的凹模（21）放入凹模旋转装置（20）的容腔内；

S4：利用计算机（4）通过电机控制器（5）控制第一电机（6）、第二电机（23）调整工位旋转装置（9）及凹模旋转装置（20）的旋转角度，使模具的中心线、凹模（21）的中心线与气缸（26）的升降路径处于同一直线；调整可调焦透镜（12），调整脉冲激光器（8）参数；利用计算机（4）通过三维移动平台控制器（3）调整三维移动平台（1）的位置，使模具的中心线与激光焦点重合；

S5：将脉冲电流控制器（10）与薄板（18）两端相连；利用计算机（4）通过气缸控制器（2）控制气缸（26）升起，穿过凹模旋转装置（20）的容腔将凹模（21）顶起，直至凹模（21）上表面与云母绝缘片（19）下表面接触；

S6：利用计算机（4）控制脉冲电流控制器（10）施放脉冲电流；通过计算机（4）发送指令给激光控制器（7）控制脉冲激光器（8）发射脉冲激光；脉冲激光被吸收层（17）吸收，吸收层（17）表层产生汽化和电离后产生大量等离子体，等离子体快速向外膨胀，在约束层（16）的约束下，推动吸收层（17）产生向下的冲击压力，在冲击压力和凹模（21）的作用下，薄板（18）产生塑性变形；

S7：利用计算机（4）通过气缸控制器（2）控制气缸（26）复位；利用计算机(4)控制脉冲电流控制器（10）关闭脉冲电流，将脉冲电流控制器（10）与薄板（18）两端断开；利用计算机（4）通过电机控制器（5）控制第一电机（6）、第二电机（23）带动工位旋转装置（9）及凹模旋转装置（20）同步旋转，再次使得模具的中心线、凹模(21)的中心线与气缸（26）的升降路径处于同一直线；

S8：在所有薄板（18）成形完成之前，重复S5至S7的步骤；

S9：所有薄板（18）成形结束之后，将复数套模具从工位旋转装置（9）上取出，若仍需进行加工，则重复S3至S7的步骤。

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