CN1225340C - 旋转抛磨式准分子激光微细加工方法及系统 - Google Patents
旋转抛磨式准分子激光微细加工方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1225340C CN1225340C CN 03136180 CN03136180A CN1225340C CN 1225340 C CN1225340 C CN 1225340C CN 03136180 CN03136180 CN 03136180 CN 03136180 A CN03136180 A CN 03136180A CN 1225340 C CN1225340 C CN 1225340C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- workpiece
- rotation
- rotary table
- speculum
- rotary
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
旋转抛磨式准分子激光微细加工方法及系统主要涉及微型轴对称零部件的加工。本发明首先将被加工工件(7)通过准轴调节装置(8)、旋转工作台(9)固定在位移工作台(10)上；然后调整工件的旋转轴线与旋转工作台的旋转轴线重合；启动准分子激光器(2)使激光束依次经过第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5)、聚焦物镜(6)后聚焦在与工件(7)所需加工处的旋转半径相切处；通过计算机(1)转动旋转工作台(9)并移动位移工作台(10)，使工件上所需去除材料依次经过激光束的聚焦点后被刻蚀掉。本发明在刻蚀微型零部件上多余材料时能够得到光洁平整的表面及高的加工精度，并且消除了抛光过程中工件易损环的问题。
Description
技术领域
旋转抛磨式准分子激光微细加工方法及系统属于激光加工技术领域，主要涉及微型轴对称零部件的加工。
背景技术
以前的准分子微细加工方法中，一是激光通过掩模成像后投影直射到工件上得到所要求的微细结构，二是利用激光光束聚焦直写的方式在工件上进行刻蚀。虽然这两种工作方式通过与工作台走动的配合都能得到所需的三维微结构，但是加工步骤相对复杂，加工精度易受到掩模、聚焦光点等因素的限制，而且均无法实现对于工件表面质量优化。
传统的机械研磨方式如外圆磨床研磨、旋转平面抛光机抛光、超声磨削等，虽然对于宏观机械零件的表面能够很好的抛光，但是在涉及到微小器件领域时，其依靠机械力接触式的研磨方式，不仅无法达到加工要求而且会严重损害工件使其变形甚至破裂。因此在微观领域中提高微器件的表面质量成为了一个难题，为此我们提出了这种非接触、无应力的光研磨技术，利用准分子激光冷加工的特性实现微小器械表面的光洁度的提高，并能达到镜面效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工微型轴对称零部件的方法及系统，来克服上述加工方法的缺点，提高微型零部件的加工精度及表面光洁度。
1、本发明的一种旋转抛磨式准分子激光微细加工方法，通过计算机控制准分子激光器和工作台，使激光束经过传输和聚焦后作用在被加工工件的表面上去除多余材料，其特征在于，先将被加工工件7通过准轴调节装置8固定在旋转工作台9上，旋转工作台9固定在位移工作台10上；然后通过准轴调节装置8调整工件7的旋转轴线与旋转工作台9的旋转轴线重合；启动准分子激光器2并调整位移工作台10，使激光束依次经过第一反射镜3、第二反射镜4、第三反射镜5、聚焦物镜6后聚焦在与工件7所需加工处的旋转半径相切处；转动旋转工作台9并移动位移工作台10使工件7上所需去除材料依次经过激光束的聚焦点后被刻蚀掉，未去除部分成型为所需形状。
本发明的一种旋转抛磨式准分子激光微细加工的系统，包括有计算机1及由其控制的准分子激光器2、可绕垂直于Y-Z平面的轴线旋转的旋转工作台9、可沿X、Y、Z轴移动的位移工作台10，其特征在于还包括有激光束依次经过的第一反射镜3、第二反射镜4，第三反射镜5，聚焦物镜6，用于装卡工件且调整工件旋转轴线与旋转工作台9旋转轴线重合的固定在旋转工作台9上的准轴调节装置。
旋转抛磨式准分子激光微细加工方法，其基本原理为利用准分子激光冷加工热影响小的特性，并借鉴机械加工中车削的概念，配合工件的旋转，对微型零部件进行微去除，达到成型目的；当采用较低的激光能量，并调节成型后的工件边缘与激光聚焦处相切时，可以降低刻蚀率从而实现非接触、无应力研磨抛光的加工状态。
本发明在刻蚀微型零部件上多余材料时能够得到光洁平整的表面及高的加工精度，并且消除了抛光过程中工件易损坏的问题。
附图说明
图1本发明的系统示意图
图中1、计算机，2、准分子激光器，3、第一反射镜，4、第二反射镜，5、第三反射镜，6、聚焦物镜，7、工件，8、准轴调节装置，9、旋转工作台，10、位移工作台；
图2本发明的加工过程示意图
图中7、工件，8、准轴调节装置，9、旋转工作台，11、激光束；
图3本发明的加工过程原理示意图
图中7、工件，11、激光束，12、加工后的轮廓；
图4用本发明的加工方法及系统加工的电喷质谱生物芯片的喷尖实例图
具体实施方式
本发明的系统构成见图1，按常规方法制作、安装调试，其中，准分子激光器2的型号为Lambda physik LPX305IF；计算机1为奔腾586PC机；计算机1中安装有向准分子激光器2、驱动旋转和位移工作台电机发送信号及从驱动旋转和位移工作台电机接收信号的通用输入、输出接口卡，还装有设置准分子激光器工作参数及控制旋转、位移工作台电机运转的通用控制软件；驱动旋转和位移工作台的电机采用通用的步进电机，准轴调节装置8采用双向平移台。
本发明的工作过程如下：首先将工件通过准轴调节装置8装卡在旋转工作台9上，旋转工作台9的旋转轴线垂直于Y-Z平面，利用准轴调节装置8上的调整部件调整工件的旋转轴线与旋转工作台9的旋转轴线重合；然后启动准分子激光器2，其发出的激光束经过第一反射镜3、第二反射镜4、第三反射镜5、聚焦物镜6后在工件表面聚焦；移动位移工作台10，带动工件在X、Y、Z轴方向运动，使激光束的聚焦点与工件所需加工处的旋转半径相切；通过计算机中的控制程序，设定激光器产生的激光能量为20KV，激光频率为3HZ，设定工件的旋转速度为1转/分钟，控制激光的通断与旋转工作台9的旋转同步，即使旋转工作台每旋转一周后，激光器2暂停发射激光束，调整位移工作台10在X轴方向上移动30μm，在Y轴方向上移动5μm，再启动激光器2，使激光束聚焦在下一处所需加工部位，重复此过程直至加工完整个工件；降低激光器的激光能量为18KV，重复上述加工过程，可实现对工件表面的研磨与抛光。
由图4可见，加工后的电喷质谱生物芯片的喷尖的表面光洁度和尖锐度比未加工的部分有了显著的提高。
Claims (2)
1、一种旋转抛磨式准分子激光微细加工方法，通过计算机控制准分子激光器和工作台，使激光束经过传输和聚焦后作用在被加工工件的表面上去除多余材料，其特征在于，先将被加工工件(7)通过准轴调节装置(8)固定在旋转工作台(9)上，旋转工作台(9)固定在位移工作台(10)上；然后通过准轴调节装置(8)调整工件(7)的旋转轴线与旋转工作台(9)的旋转轴线重合；启动准分子激光器(2)并调整位移工作台(10)，使激光束依次经过第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5)、聚焦物镜(6)后聚焦在与工件(7)所需加工处的旋转半径相切处；转动旋转工作台(9)并移动位移工作台(10)，使工件(7)上所需去除材料依次经过激光束的聚焦点后被刻蚀掉，未去除部分成型为所需形状。
2、一种旋转抛磨式准分子激光微细加工的系统，包括有计算机(1)及由其控制的准分子激光器(2)、可绕垂直于Y-Z平面的轴线旋转的旋转工作台(9)、可沿X、Y、Z轴移动的位移工作台(10)，其特征在于还包括有激光束依次经过的第一反射镜(3)、第二反射镜(4)，第三反射镜(5)，聚焦物镜(6)，用于装卡工件且调整工件旋转轴线与旋转工作台(9)旋转轴线重合的固定在旋转工作台(9)上的准轴调节装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03136180 CN1225340C (zh) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | 旋转抛磨式准分子激光微细加工方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03136180 CN1225340C (zh) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | 旋转抛磨式准分子激光微细加工方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1456414A CN1456414A (zh) | 2003-11-19 |
| CN1225340C true CN1225340C (zh) | 2005-11-02 |
Family
ID=29411798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 03136180 Expired - Fee Related CN1225340C (zh) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | 旋转抛磨式准分子激光微细加工方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1225340C (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112589259A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-02 | 北京工业大学 | 一种陶瓷线圈骨架的激光高精切削的加工方法 |
-
2003
- 2003-05-19 CN CN 03136180 patent/CN1225340C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1456414A (zh) | 2003-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1323497B1 (de) | Hochgeschwindigkeitsdrehmaschine zum Herstellen optisch aktiver Oberflächen | |
| Zhu et al. | Rotary spatial vibration-assisted diamond cutting of brittle materials | |
| CN112605720B (zh) | 一种圆弧刃金刚石刀具刀尖材料的均匀去除方法 | |
| CN101722365B (zh) | 特别用于激光加工机的操作头 | |
| CN109848767A (zh) | 高精度四维超声抛光装置及其使用方法 | |
| CN101046522B (zh) | 一种非对称非球面透镜的加工方法 | |
| CN115647478A (zh) | 应用激光磨削加工pcd锯片的方法 | |
| CA2930515A1 (en) | Polishing device for polishing concave lens faces of optical lenses, and method for operation thereof | |
| CN1225340C (zh) | 旋转抛磨式准分子激光微细加工方法及系统 | |
| JP3890186B2 (ja) | 研磨方法及び光学素子及び光学素子の成形用金型 | |
| JP3426132B2 (ja) | 非軸対称非球面の加工方法 | |
| JP4019533B2 (ja) | シリンダボア加工装置およびこれを用いた加工方法 | |
| CN106563964A (zh) | 可换刀快刀装置 | |
| WO2009081747A1 (ja) | ダイシング装置及びダイシング方法 | |
| WO2005039821A1 (ja) | 非球面加工方法、非球面形成方法及び非球面加工装置 | |
| CN106001941A (zh) | 一种激光拉丝模打孔机及其线性变频控制方法 | |
| CN115519185B (zh) | 利用激光加工pcd金刚石锯齿双侧的加工工艺 | |
| CN2678905Y (zh) | 弧面激光标刻机 | |
| JP2001259974A (ja) | 円柱状の被加工物を無心的に研削する方法、および、同研削装置 | |
| KR100664573B1 (ko) | 레이저 가공 장치 및 방법 | |
| JP2003039282A (ja) | 自由曲面加工装置および自由曲面加工方法 | |
| CN113020820B (zh) | 一种分段式回转扫描微孔阵列加工方法 | |
| JP7066242B2 (ja) | 刃先加工装置 | |
| WO2021192144A1 (ja) | フレネルレンズ金型製造方法、加工装置および切削工具 | |
| JP4088233B2 (ja) | レーザ加工機 |
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 | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |