CN202506986U - 一种激光加工血管支架的飞秒激光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种激光加工血管支架的飞秒激光装置，包括飞秒激光发生器、扩束镜、若干反射镜、激光切割头、旋转轴、直线轴、工作平台、Z轴模块、立柱；所述立柱设置在工作平台上，Z轴模块安装在立柱上，直线轴安装在工作平台上；激光切割头包括激光喷头、聚焦镜、保护镜。所述飞秒激光发生器发射的激光束首先经过扩束镜扩束，经过若干反射镜改变光路后进入安装在Z轴模块上的聚焦镜进行聚焦，聚焦后的激光束经过保护镜后打在支架管材的表面。激光切割头安装在Z轴模块上，通过伺服电机实现Z轴模块的上下直线运动，从而控制管材表面的激光能量分布。本实用新型装配精确度高、机器稳定性好；可加工金属管材及非金属支架管材。

Description

一种激光加工血管支架的飞秒激光装置

技术领域

本实用新型属于激光微加工技术领域，涉及一种飞秒激光装置，特别涉及一种激光加工血管支架的飞秒激光装置。

背景技术

目前大多数血管支架均采用激光切割的方式进行加工，传统的激光支架切割主要采用红外波段的连续或脉冲激光器作为光源，由相互重叠的激光脉冲或连续点在支架管材上沿切割线移动,同时输入高压氧辅助熔化切割。

传统的激光由于热效应使四周材料发生变化，从而影响加工精度。同时，激光聚焦点处材料熔融气化,熔渣被气体吹出,这种加工方法污染严重，熔融金属极易喷溅到已加工支架管材表面，极大的影响了加工质量，支架管材为微小管径的管材，加工过程中稍不注意会造成过热和烧蚀，需要增加高压辅助气体进行冷却，增加了生产的成本。

更重要的是这种加工形式对加工金属管材有利，但是对于加工可降解的非金属支架管材却无能为力。

综上所述，传统的激光加工形式对环境存在污染，加工质量差，精度低容易造成过热和烧蚀，只能加工金属管材无法加工非金属支架管材。有鉴于此，如今迫切需要一种加工质量高、精度高的加工装置。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决现有加工设备加工质量差、精度低的问题。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种激光加工血管支架的飞秒激光装置，包括飞秒激光发生器、扩束镜、若干反射镜、激光切割头、旋转轴、直线轴、工作平台、Z轴模块、立柱；所述立柱设置在工作平台上，Z轴模块安装在立柱上，直线轴安装在工作平台上；激光切割头包括激光喷头、聚焦镜、保护镜。所述飞秒激光发生器发射的激光束首先经过扩束镜扩束，经过若干反射镜改变光路后进入安装在Z轴模块上的聚焦镜进行聚焦，聚焦后的激光束经过保护镜后打在支架管材的表面。激光切割头安装在Z轴模块上，通过伺服电机实现Z轴模块的上下直线运动，从而控制管材表面的激光能量分布，同时在加工过程中能够随时根据激光光斑的变化调整激光喷嘴与加工管材表面的距离。所述旋转轴夹持并带动支架管材旋转，旋转轴安装在直线轴的动板上，在激光加工过程中能够根据切割管材长度随时自动进料。

在本实用新型的一个实施例中，所述旋转轴包括电机、联轴器、蜗杆、蜗轮、拉杆模块、外壳、端盖、夹头；所述拉杆模块包括拉杆盖、活塞、拉杆座、滚动轴承、轴套、拉杆，拉杆为中空结构；所述外壳的一端设置拉杆盖、拉杆座，另一端设置端盖；所述拉杆盖、拉杆座之间设有活塞、轴套、滚动轴承；活塞的两侧分别设有第一气腔、第二气腔，第一气腔、第二气腔分别设有出入口，通过出入口充放气, 所述出入口连接辅助高压气体供气单元；所述夹头设置于拉杆的一端，穿过端盖露出一部分；夹头通过从旋转轴靠近拉杆盖的一端拧入拉杆模块的另一端螺纹孔中；所述联轴器将电机的输出轴和蜗杆轴连接，蜗杆与蜗轮配合，所述蜗轮与拉杆共轴，蜗轮轴即为拉杆轴；电机的转动最终带动拉杆轴旋转运动。

进一步地，所述旋转轴在夹紧管材时，对第一气腔充气，高压气体会推动拉杆模块朝第一方向运动，从而带动外壳、端内盖和端盖一起朝第一方向运动，直到端盖的内圆锥面与夹头的外圆锥面紧贴为止，端盖继续向第一方向运动，导致弹性夹头收紧，将管材抱住，保持该状态，管材将一直被夹头抱紧；需要松开管材时，为第二气腔充气、第一气腔放气，高压气体带动拉杆模块朝第二方向运动从而推动外壳、端内盖和端盖朝第二方向运动，进而使得弹性夹头的外圆锥面与端盖的内圆锥面相脱离，保持松开状态，此时弹性夹头依靠自身的弹性回复力保持松开状态，管材将被松开。

在本实用新型的一个实施例中，所述工作平台的材料为天然花岗岩，所述立柱的材料为花岗岩。

在本实用新型的一个实施例中，所述若干反射镜为第一45°反射镜、第二45°反射镜、第三45°反射镜。

在本实用新型的一个实施例中，所述飞秒激光发生器的激光束波长为1064nm。

本实用新型提出的激光加工血管支架的飞秒激光装置，整个设备装配精确度高、机器稳定性好；可加工金属管材及非金属支架管材。

由于本实用新型使用脉冲宽度只有几千万亿分之一秒的飞秒激光脉冲则拥有独特的材料加工特性，如加工孔径的熔融区很小或者没有；可以实现多种材料，如金属、半导体、透明材料内部甚至生物组织等的微机械加工、雕刻。几乎没有热传递的飞秒激光看作一种冷处理工具；从而可以大大提高加工效率，进一步突破了现有激光薄壁管材切割系统无法加工非金属材料的困难，可以实现各类有机聚合物的微切割，因此本实用新型可以为薄壁管激光微加工开拓新的应用领域，降低使用成本。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为激光加工血管支架的飞秒激光装置的结构示意图；

图2为旋转轴的立体图；

图3为旋转轴主要部件的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“内”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的主要创新之处在于，本实用新型创新地提出了一种激光加工血管支架的飞秒激光装置，装配精确度高、机器稳定性好；可加工金属管材及非金属支架管材。

请参阅图1，本实用新型激光加工血管支架的飞秒激光装置包括飞秒激光发生器1、扩束镜2、若干反射镜（包括第一45°反射镜3、第二45°反射镜4、第三45°反射镜5）、激光切割头、旋转轴9、直线轴10、工作平台11、Z轴模块12、立柱13。所述立柱13设置在工作平台11上，Z轴模块12安装在立柱13上，直线轴10安装在工作平台11上。激光切割头包括激光喷头、聚焦镜6、保护镜7。

本实用新型装置采用激光束波长为1064nm的飞秒激光发生器，在设备的设计上激光器的接口部分模块化设计，通用性和互换性强，能够兼容多个品牌的激光器，适用于飞秒、皮秒激光加工。

因为飞秒激光发生器体积大，因此本实用新型中采用3个45°反射镜来改变光路，当然，也可以根据需要调整反射镜的个数及角度；同时由于激光发生器出口处的激光束光斑小，需要扩束。激光束的传输非光纤传输，在光路设计中采用3个45°反射镜加扩束镜的方式，对光路进行密封设计。

所述飞秒激光发生器1发射的激光束首先经过扩束镜2扩束，经过第一45°反射镜3、第二45°反射镜4、第三45°反射镜5改变光路后进入安装在Z轴模块12上的聚焦镜6进行聚焦，聚焦后的激光束经过保护镜7后打在支架管材8的表面。激光切割头安装在Z轴模块12上，通过伺服电机实现Z轴模块12的上下直线运动，从而控制管材8表面的激光能量分布，同时在加工过程中能够随时根据激光光斑的变化调整激光喷嘴与加工管材8表面的距离。所述旋转轴9夹持并带动支架管材8旋转，旋转轴9安装在直线轴10的动板上，在激光加工过程中能够根据切割管材长度随时自动进料。

请参阅图2、图3，以下介绍本实施例中旋转轴的结构，当然，旋转轴还可以为其他形状。旋转轴包括伺服电机114、联轴器116、蜗杆117、蜗轮109、拉杆模块、外壳108、端内盖111、端盖112、夹头113。所述旋转轴装置包括底座115，所述外壳108设置于该底座115上。由此，旋转轴整体可以非常方便的安装固定在直线轴平台上，整体便于安装（安装到直线轴平台上），利用定位销，可以实现粗定位。

如图3所示，所述拉杆模块包括拉杆盖102、活塞（包括活塞套103、活塞内套104，活塞套103、活塞内套104设有0形密封圈密封）、拉杆座105、滚动轴承107、轴套106、拉杆110，拉杆110为中空无缝结构。本实施例中，旋转轴是内部中空的结构，能让拉杆110从中间通过，同时中空的旋转轴能够实现管材输送功能和湿切割作业功能。拉杆110为一个中空的薄壁无缝管，当湿切加工时，采用后置导水方式：整根管材浸入导水管中，一旦导水管泄露，水流也是在拉杆的中空密封腔内，不会影响电机114的正常工作。

所述拉杆的一端设有拉杆旋钮101，可手动旋转拉杆110。所述外壳108的一端设置拉杆盖102、拉杆座105，另一端设置端盖112；所述拉杆盖102、拉杆座105之间设有活塞、轴套106、滚动轴承107。活塞的两侧分别设有第一气腔118、第二气腔119，第一气腔118、第二气腔119分别设有出入口，通过出入口充放气；所述夹头113设置于拉杆110的一端，穿过端盖112露出一部分；夹头113通过从旋转轴靠近拉杆盖102的一端拧入拉杆模块的另一端螺纹孔中。所述联轴器116将电机114的输出轴和蜗杆117的轴连接，蜗杆117与蜗轮109配合，所述蜗轮109与拉杆110共轴，蜗轮轴即为拉杆轴。电机114的转动最终带动拉杆轴旋转运动。

旋转轴夹紧管材时，对第一气腔118充气，高压气体会推动拉杆模块朝第一方向（如图3中的右边）运动，从而带动外壳108、端内盖111和端盖112一起朝第一方向运动，直到端盖112的内圆锥面与夹头113的外圆锥面紧贴为止，端盖112继续向第一方向运动，导致弹性夹头113收紧，将管材抱住，保持该状态，管材将一直被夹头113抱紧。需要松开管材时，为第二气腔119充气、第一气腔118放气，高压气体带动拉杆模块朝第二方向运动从而推动外壳108、端内盖111和端盖112朝第二方向（如图3中的左边）运动，进而使得弹性夹头113的外圆锥面与端盖112的内圆锥面相脱离，保持松开状态，此时弹性夹头113依靠自身的弹性回复力保持松开状态，管材将被松开。此外，为了保证气密性各个部分之间采用0形密封圈密封。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (4)

1.一种激光加工血管支架的飞秒激光装置，其特征在于，包括飞秒激光发生器、扩束镜、若干反射镜、激光切割头、旋转轴、直线轴、工作平台、Z轴模块、立柱；所述立柱设置在工作平台上，Z轴模块安装在立柱上，直线轴安装在工作平台上；激光切割头包括激光喷头、聚焦镜、保护镜；

所述飞秒激光发生器发射的激光束首先经过扩束镜扩束，经过若干反射镜改变光路后进入安装在Z轴模块上的聚焦镜进行聚焦，聚焦后的激光束经过保护镜后打在支架管材的表面；

激光切割头安装在Z轴模块上，通过伺服电机实现Z轴模块的上下直线运动，从而控制管材表面的激光能量分布，同时在加工过程中能够随时根据激光光斑的变化调整激光喷嘴与加工管材表面的距离；

所述旋转轴夹持并带动支架管材旋转，旋转轴安装在直线轴的动板上，在激光加工过程中能够根据切割管材长度随时自动进料。

2.如权利要求1所述的激光加工血管支架的飞秒激光装置，其特征在于，所述旋转轴包括电机、联轴器、蜗杆、蜗轮、拉杆模块、外壳、端盖、夹头；所述拉杆模块包括拉杆盖、活塞、拉杆座、滚动轴承、轴套、拉杆，拉杆为中空结构；所述外壳的一端设置拉杆盖、拉杆座，另一端设置端盖；所述拉杆盖、拉杆座之间设有活塞、轴套、滚动轴承；活塞的两侧分别设有第一气腔、第二气腔，第一气腔、第二气腔分别设有出入口，通过出入口充放气, 所述出入口连接辅助高压气体供气单元；所述夹头设置于拉杆的一端，穿过端盖露出一部分；夹头通过从旋转轴靠近拉杆盖的一端拧入拉杆模块的另一端螺纹孔中；所述联轴器将电机的输出轴和蜗杆轴连接，蜗杆与蜗轮配合，所述蜗轮与拉杆共轴，蜗轮轴即为拉杆轴；电机的转动最终带动拉杆轴旋转运动。

3.如权利要求2所述的激光加工血管支架的飞秒激光装置，其特征在于，所述旋转轴在夹紧管材时，对第一气腔充气，高压气体会推动拉杆模块朝第一方向运动，从而带动外壳、端内盖和端盖一起朝第一方向运动，直到端盖的内圆锥面与夹头的外圆锥面紧贴为止，端盖继续向第一方向运动，导致弹性夹头收紧，将管材抱住，保持该状态，管材将一直被夹头抱紧；

需要松开管材时，为第二气腔充气、第一气腔放气，高压气体带动拉杆模块朝第二方向运动从而推动外壳、端内盖和端盖朝第二方向运动，进而使得弹性夹头的外圆锥面与端盖的内圆锥面相脱离，保持松开状态，此时弹性夹头依靠自身的弹性回复力保持松开状态，管材将被松开。

4.如权利要求1所述的激光加工血管支架的飞秒激光装置，其特征在于，所述若干反射镜为第一45°反射镜、第二45°反射镜、第三45°反射镜。

Images