RU173528U1

RU173528U1 - Device for laser processing of materials

Info

Publication number: RU173528U1
Application number: RU2016145291U
Authority: RU
Inventors: Анна Андреевна Окунькова; Андрей Владимирович Гусаров; Павел Анатольевич Подрабинник; Дмитрий Валерьевич Котобан; Иван Владимирович Жирнов; Роман Сергеевич Хмыров
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2017-08-30

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, предназначена для лазерной обработки материалов и может быть использована для порошкового спекания, сварки, пайки, резки металлов и сплавов, композиций и ряда пластиков. Устройство для лазерной обработки материалов включает в себя средство базирования 7, предназначенное для размещения обрабатываемого объекта в зоне действия лазерных лучей 9 и 10, установленные с образованием рабочего лучевого тракта 8 основной источник лазерного излучения 1 с коллиматором 3 и дополнительный лазер 2 с коллиматором 3, а также ирисовую диафрагму с отражающими поверхностями 4, которая беспрепятственно пропускает и направляет вдоль рабочего лучевого тракта лазерное излучение 9 и 10 соответственно в систему позиционирования лазерного луча, при этом дополнительное лазерное излучение 9, прошедшее через ирисовую диафрагму с отражающими поверхностями 4, воспринимается средством поглощения лазерного излучения 5, а лазерные источники 1 и 3 образуют в рабочей плоскости зону воздействия лазерного излучения, состоящую из непересекающихся областей воздействия основного лазерного излучения 14 и дополнительного излучения 14. Технический результат - расширение технологических возможностей. 3 ил.The utility model relates to the field of engineering, is intended for laser processing of materials and can be used for powder sintering, welding, soldering, cutting of metals and alloys, compositions and a number of plastics. The device for laser processing of materials includes a basing device 7, designed to accommodate the processed object in the area of action of laser beams 9 and 10, installed with the formation of the working beam path 8, the main source of laser radiation 1 with a collimator 3 and an additional laser 2 with a collimator 3, and also an iris diaphragm with reflective surfaces 4, which freely transmits and directs along the working radiation path the laser radiation 9 and 10, respectively, into the laser positioning system of the laser beam, while the additional laser radiation 9, transmitted through the iris diaphragm with reflecting surfaces 4, is perceived by the means of absorption of laser radiation 5, and laser sources 1 and 3 form in the working plane a zone of exposure to laser radiation, consisting of disjoint areas of exposure to the main laser radiation 14 and additional radiation 14. The technical result is the expansion of technological capabilities. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для лазерной обработки материалов и может быть использована для порошкового спекания, сварки, пайки, резки металлов и сплавов, композиций и ряда пластиков.The utility model relates to devices for laser processing of materials and can be used for powder sintering, welding, brazing, cutting of metals and alloys, compositions and a number of plastics.

Из уровня техники известно устройство послойного получения трехмерного объекта из порошкообразного материала, содержащее технологическую платформу для послойного размещения порошкообразного материала, модуль для нанесения и уплотнения слоев порошкового материала на платформу или на ранее упрочненный слой, содержащего нож, с возможностью его возвратно-поступательного перемещения вдоль платформы, лазерный узел, установленный с возможностью селективной обработки порошкового материала каждого слоя на платформе до формирования готового объекта (Патент РФ на изобретение №2370367, В29С 67/00, 2006 г.).The prior art device for layer-by-layer production of a three-dimensional object from a powdery material containing a technological platform for layer-by-layer placement of powdery material, a module for applying and sealing layers of powder material on the platform or on a previously hardened layer containing a knife, with the possibility of its reciprocating movement along the platform laser unit installed with the possibility of selective processing of powder material of each layer on the platform until ready of the second object (RF Patent for invention №2370367, В29С 67/00, 2006).

Недостатком известного технического решения является низкое качество микроструктуры получаемых изделий, обусловленное отсутствием возможности контроля процесса и оперативной корректировки рабочих параметров.A disadvantage of the known technical solution is the low quality of the microstructure of the products obtained, due to the lack of the ability to control the process and operational adjustment of operating parameters.

Наиболее близким к завяленному - прототипом - является лазерное устройство маломодового излучения для термической обработки материалов, где применяется одновременная лазерная обработка двумя лазерами, работающими в разномодовом режиме, а направление лучей в зону обработки осуществляется поворотным зеркалом с отверстием, диаметр которого равен диаметру пятна лазера, работающего в режиме ТЕМ00 моды (RU 4092 U1, опубл. 16.05.1997).The closest to the cured - prototype - is a low-mode laser device for heat treatment of materials, where simultaneous laser processing is applied by two lasers operating in a different mode, and the direction of the rays into the processing zone is carried out by a rotating mirror with an opening whose diameter is equal to the diameter of the laser spot working in the mode TEM00 mode (RU 4092 U1, publ. 16.05.1997).

К недостаткам прототипа следует отнести использование зеркала с нерегулируемым диаметром отверстия, что делает невозможным его применение с другими лазерными источниками, имеющими отличный диаметр лазерного луча. Также это делает невозможным изменение диаметра лазерного луча.The disadvantages of the prototype include the use of a mirror with an unregulated diameter of the hole, which makes it impossible to use it with other laser sources having an excellent diameter of the laser beam. It also makes it impossible to change the diameter of the laser beam.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание устройства лазерной обработки материалов с расширенными возможностями режимов обработки материалов за счет их регулировки.The problem to which the claimed utility model is directed is to create a device for laser processing of materials with advanced capabilities of the processing modes of materials by adjusting them.

Технический результат заключается в расширении технологических возможностей.The technical result is to expand technological capabilities.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что устройство для лазерной обработки материалов, включающее основной лазер, выполненный с возможностью направления луча в зону обработки, дополнительный лазер, поворотное зеркало с отверстием, установленное с возможностью беспрепятственного прохождения луча основного лазера через упомянутое отверстие и перекрытия периферии луча дополнительного лазера с его отражением в зону обработки концентрично лучу основного лазера, содержит поглотитель лазерного излучения, установленный оппозитно дополнительному лазеру относительно зеркала, а зеркало выполнено в виде ирисовой диафрагмы с лепестками с двухсторонней зеркальной поверхностью.The problem is solved, and the claimed technical result is achieved by the fact that the device for laser processing of materials, including the main laser, made with the possibility of directing the beam into the processing zone, an additional laser, a swivel mirror with a hole installed with the possibility of unhindered passage of the beam of the main laser through the aforementioned hole and overlapping the periphery of the beam of the additional laser with its reflection in the processing zone concentrically to the beam of the main laser, contains a laser absorber of radiation mounted relatively oppositely additional laser mirror and the mirror is made in the form of iris petals with two way mirror surface.

Полезная модель поясняется изображениями, где:The utility model is illustrated by images, where:

- на Фиг. 1 представлена схема заявленного устройства для лазерной обработки материалов;- in FIG. 1 is a diagram of the claimed device for laser processing of materials;

- на Фиг. 2 представлено поворотное зеркало, выполненное в виде ирисовой диафрагмы с отражающими поверхностями.- in FIG. 2 shows a swivel mirror made in the form of an iris diaphragm with reflective surfaces.

- на Фиг. 3 схематично представлено пятно нагрева.- in FIG. 3 schematically shows a heating spot.

Позиции согласно представленным изображениям означают следующее:Positions according to the presented images mean the following:

1 - основной источник лазерного излучения;1 - the main source of laser radiation;

2 - дополнительный источник лазерного излучения;2 - an additional source of laser radiation;

3 - коллиматор;3 - collimator;

4 - ирисовая диафрагма с отражающими поверхностями;4 - iris diaphragm with reflective surfaces;

5 - средство поглощения лазерного излучения;5 - means for absorbing laser radiation;

6 - система позиционирования лазерного луча;6 - a system for positioning a laser beam;

7 - рабочая поверхность;7 - working surface;

8 - рабочий лучевой тракт;8 - working radiation path;

9 - излучение основного лазера;9 - radiation of the main laser;

10 - излучение дополнительного лазера;10 - radiation of an additional laser;

11 - фокусирующая линза;11 - focusing lens;

12 - отражающая поверхность ирисовой диафрагмы;12 - reflective surface of the iris diaphragm;

13 - зона воздействия основного лазера;13 - zone of influence of the main laser;

14 - зона воздействия дополнительного лазера.14 - zone of influence of an additional laser.

Полезная модель основана на выполнении поворотного зеркала в виде ирисовой диафрагмы с отражающими поверхностями, которая имеет возможность изменения диаметра центрального отверстия, центр которого расположен на пересечении осей рабочих трактов основного и дополнительного лазеров установки, для формирования лазерного пятна с непересекающимися концентричными областями лазерного воздействия регулируемого размера.The utility model is based on the implementation of a rotary mirror in the form of an iris diaphragm with reflective surfaces, which has the ability to change the diameter of the central hole, the center of which is located at the intersection of the axes of the working paths of the main and additional lasers of the installation, to form a laser spot with disjoint concentric areas of laser action of an adjustable size.

Лазерный луч, генерируемый источником, характеризуется многими параметрами. Кроме длины волны, мощности и пространственных параметров, лазерный луч имеет собственные колебания или моды. Свет внутри резонатора отражается многократно от зеркал, и из-за явления интерференции, только определенные пространственные структуры и частоты излучения сохраняются в резонаторе, другие подавляются деструктивной интерференцией. Структуры, которые повторяются на каждом проходе света через резонатор, являются наиболее стабильными, и это собственные моды, или моды резонатора. Моды резонатора можно разделить на два типа: продольные моды, которые отличаются по частоте от друга; и поперечные моды, которые могут отличаться как по частоте, так и по интенсивности распределения в пучке.The laser beam generated by the source is characterized by many parameters. In addition to wavelength, power and spatial parameters, the laser beam has its own vibrations or modes. The light inside the resonator is reflected many times from the mirrors, and due to the phenomenon of interference, only certain spatial structures and radiation frequencies are stored in the resonator, while others are suppressed by destructive interference. The structures that are repeated at each pass of light through the resonator are the most stable, and these are eigenmodes, or resonator modes. The resonator modes can be divided into two types: longitudinal modes, which differ in frequency from each other; and transverse modes, which can differ both in frequency and in intensity of distribution in the beam.

Базовой модой лазера любого типа является ТЕМ00 мода, также называемая Гауссовым распределением, где распределение электрического поля и излучения в поперечном сечении хорошо аппроксимируется функцией Гаусса.The basic mode of any type of laser is the TEM00 mode, also called the Gaussian distribution, where the distribution of the electric field and radiation in the cross section is well approximated by the Gaussian function.

Все виды резонаторов, использующиеся при конструировании лазеров, формируют многомодовый лазерный луч. В результате пятно лазерного воздействия имеет сложную комбинированную структуру из различных мод, наложенных друг на друга. Такая концепция практически не применима в промышленности, где используется, в основном, только Гауссово распределение (ТЕМ00 мода). Для исключения воздействия других мод, формируемых резонатором, лазерные установки оснащаются специальными апертурами с подобранным определенным диаметром отверстия, либо сами зеркала резонатора имеют определенный размер.All types of resonators used in the design of lasers form a multimode laser beam. As a result, the laser spot has a complex combined structure of various modes superimposed on each other. This concept is practically not applicable in industry, where only the Gaussian distribution is used (TEM00 mode). To exclude the influence of other modes formed by the resonator, laser systems are equipped with special apertures with a certain defined hole diameter, or the cavity mirrors themselves have a certain size.

Ввиду малой распространенности лазеров, работающих на модах более высокого порядка, их стоимость значительно выше. С другой стороны, существует возможность модуляции лазерного излучения и получение таким образом из моды ТЕМ00 мод высшего порядка, однако такой подход предполагает использование дорогостоящих и сложных технических средств.Due to the low prevalence of lasers operating at higher order modes, their cost is much higher. On the other hand, it is possible to modulate laser radiation and thereby obtain higher order modes from the TEM00 mode, but this approach involves the use of expensive and complex technical means.

Одновременное использование нескольких лазерных источников позволяет расширить технологические возможности операций. Однако в этом случае, без использования дополнительных средств, происходит наложение пятен лазерного излучения с соответствующим увеличением сообщаемой энергии. Температура сильно влияет на микроструктуру материала, которая в свою очередь, во многом определяет физико-механические свойства. В частном случае, селективное лазерное плавление характеризуется полным расплавлением порошка и быстрой кристаллизацией, поэтому во время процесса происходят фазовые превращения, на протекание которых влияет количество сообщенного тепла. Недостаточный нагрев может привести лишь к частичному расплавлению гранул порошка, что приведет гетерогенности единичных валиков (а вместе с ними и изделия, так как оно является суперпозицией единичных треков), возникновению в них пор, а также большому количеству ликваций.The simultaneous use of several laser sources allows you to expand the technological capabilities of operations. However, in this case, without the use of additional funds, laser radiation spots are superimposed with a corresponding increase in the reported energy. Temperature strongly affects the microstructure of the material, which, in turn, largely determines the physical and mechanical properties. In the particular case, selective laser melting is characterized by complete melting of the powder and rapid crystallization, therefore, phase transformations occur during the process, the course of which is affected by the amount of reported heat. Insufficient heating can only lead to a partial melting of the powder granules, which will lead to heterogeneity of individual rollers (and with them the product, since it is a superposition of single tracks), the appearance of pores in them, as well as a large number of segregations.

Избыточный энерговклад может привести к испарению материала, что негативно скажется на геометрии трека, и, как следствие, точности размеров изделия. Кроме этого, при работе с двумя и более видами материала (смесь порошков, подложка), всегда есть опасность перегреть более легкоплавкий металл, что может также привести к его испарению, кипению, и в некоторых случаях нежелательному перемешиванию. Все это ведет к значительному порообразованию, трещинообразованию, выделению нежелательных фаз, гетерогенности микроструктуры, неравномерной усадке. Перемешивание слоев -нежелательный эффект, который образуется при высокой концентрации мощности излучения в одной точке. При этом первый слой изделия неизбежно перемешивается с подложкой, в результате чего получается сплав этих материалов со своими физико-химическими свойствами. Все последующие слои, без внесения поправок в рабочие параметры процесса, будут переплавляться с предыдущими, что приведет к многочисленному переплавлению треков. Из-за действия силы тяжести и остаточных напряжений эти валики при постоянном переплавлении и кристаллизации будут нарушать заданную геометрию изделия. Кроме этого многие материалы с увеличением температуры утрачивают жаростойкость и начинают окисляться.Excessive energy input can lead to evaporation of the material, which will negatively affect the geometry of the track, and, as a consequence, the accuracy of the dimensions of the product. In addition, when working with two or more types of material (a mixture of powders, a substrate), there is always a danger of overheating a more fusible metal, which can also lead to its evaporation, boiling, and in some cases undesirable mixing. All this leads to significant pore formation, cracking, the allocation of unwanted phases, heterogeneity of the microstructure, uneven shrinkage. Mixing layers is an undesirable effect that occurs when a high concentration of radiation power at one point. In this case, the first layer of the product inevitably mixes with the substrate, resulting in an alloy of these materials with their physicochemical properties. All subsequent layers, without amending the operating parameters of the process, will be remelted with the previous ones, which will lead to numerous melting of the tracks. Due to the action of gravity and residual stresses, these rollers with constant remelting and crystallization will violate the given geometry of the product. In addition, many materials with increasing temperature lose their heat resistance and begin to oxidize.

Кроме этого, каждый единичный валик всегда характеризуется зоной, свободной от порошка. Гранулы порошка имеют неправильную форму и, при нанесении очередного слоя, между ними остаются полости. При воздействии лазера тепло распространяется от эпицентра к периферии и там, где достаточно энергии, частицы расплавляются, а более плотный расплав, соответственно, занимает меньший объем. Расплавленные частицы, находящиеся сравнительно далеко от валика имеют свойство консолидироваться, тем самым также освобождая место. Этот эффект влияет на минимальное расстояние между треками при формировании изделия. Для оптимизации процесса необходимо, чтобы ширина зоны, свободной от порошка стремилась к значению ширины валика.In addition, each single roller is always characterized by a powder free zone. The granules of the powder have an irregular shape and, when applying the next layer, cavities remain between them. When exposed to a laser, heat propagates from the epicenter to the periphery and, where there is enough energy, the particles melt, and a denser melt, respectively, takes up a smaller volume. Melted particles located relatively far from the roller tend to consolidate, thereby also freeing up space. This effect affects the minimum distance between tracks during product formation. To optimize the process, it is necessary that the width of the zone free of powder tend to the value of the width of the roller.

Использование лазерного пятна с непересекающимися концентричными областями лазерного воздействия позволит осуществлять предварительный нагрев материала до его обработки основным лазером. Такой подход позволит уменьшить необходимую мощность основного лазера, что приведет к уменьшению пикового показателя сообщаемой энергии при обычном (Гауссовом) распределении плотности мощности, которое является причиной т.н. «кинжальных» проплавлений, перегревов и испарений.The use of a laser spot with disjoint concentric areas of laser exposure will allow pre-heating of the material before it is processed by the main laser. This approach will reduce the required power of the main laser, which will lead to a decrease in the peak indicator of the reported energy with the usual (Gaussian) power density distribution, which is the cause of the so-called "Dagger" penetration, overheating and evaporation.

Поглощение обрабатываемым материалом энергии зависит также от длины волны источника лазера. Эта особенность позволит для каждого типа материала подобрать свою пару основного и дополнительного лазера.The absorption of the processed material energy also depends on the wavelength of the laser source. This feature will allow you to choose your own pair of primary and secondary laser for each type of material.

Формирование лазерного пятна с непересекающимися концентричными областями лазерного воздействия возможно при использовании поворотного зеркала с центральным отверстием, ось которого лежит на рабочем тракте основного лазера, под углом в ∠45° к дополнительному источнику лазера. При этом конструкция зеркала представляет собой ирисовую диафрагму (например, описанную в патенте №1686402 от 23.10.1991), лепестки которой выполненными двухсторонне зеркальными, отражающими лазерное излучение как от дополнительного, так и от основного лазеров. Такая конструкция позволяет регулировать величину центрального отверстия, изменяя соотношение между зонами обработки основного и дополнительного лазеров.The formation of a laser spot with disjoint concentric areas of laser exposure is possible using a rotary mirror with a central hole, the axis of which lies on the working path of the main laser, at an angle of в45 ° to the additional laser source. Moreover, the design of the mirror is an iris diaphragm (for example, described in patent No. 1686402 from 10.23.1991), the petals of which are made two-way mirror, reflecting laser radiation from both additional and main lasers. This design allows you to adjust the size of the Central hole, changing the ratio between the processing zones of the primary and secondary lasers.

Ирисовая диафргама с отражающими поверхностями состоит из набора тонких дугообразных пластинок (лепестков), кольцевой оправы и поворотного кольца. Лепестки имеют на концах штифты. Один штифт (осевой) каждого лепестка входит в отверстие кольцевой оправы, другой (ведомый) - в соответствующий радиальный паз поворотного кольца. При повороте коронки все лепестки поворачиваются в оправе, изменяя диаметр отверстия в диафрагме.The iris diaphragm with reflective surfaces consists of a set of thin arched plates (petals), an annular frame and a rotary ring. Petals have pins at the ends. One pin (axial) of each petal enters the hole of the annular frame, another (driven) - into the corresponding radial groove of the rotary ring. When turning the crown, all the petals rotate in the frame, changing the diameter of the hole in the diaphragm.

Как правило, диаметр центрального отверстия целесообразно выбирать так, чтобы через него проходил эффективный диаметр лазерного луча, который для Гауссового распределения высчитывается по формуле (Siegman А.Е. «How to (maybe) measure laser beam quality», 1997 г.):As a rule, it is advisable to choose the diameter of the central hole so that the effective diameter of the laser beam passes through it, which for the Gaussian distribution is calculated by the formula (Siegman A.E. “How to (maybe) measure laser beam quality, 1997):

,

где: D_o - диаметр отверстия, D - диаметр лазерного луча, I_o - максимальное значение интенсивности.where: D _o - hole diameter, D - laser beam diameter, I _o - maximum intensity value.

Как правило, минимальный диаметр пятна твердотельного и волоконного лазеров составляет 120 мкм.As a rule, the minimum spot diameter of solid-state and fiber lasers is 120 microns.

В частном случае используется ирисовая диафрагма с отражающими поверхностями с количеством лепестков 10 шт.и минимальной апертурой 100 мкм.In a particular case, an iris diaphragm with reflective surfaces with a number of petals of 10 pieces and a minimum aperture of 100 microns is used.

При такой конфигурации ирисового зеркала центральное отверстие представляет собой многоугольник с 10 сторонами. Площадь такого отверстия отличается от номинально выставляемой на 2% (М.Я. Кругер и др. Справочник конструктора оптико-механических приборов, 1968 г.). Ввиду того, что это приращение площади происходит на периферии, где интенсивность моды ТЕМ00 существенно ниже, чем в центре, то эта неточность не является критической. Это изменение площади уменьшается с увеличением количества используемых пластинок и стремится к номинальному значению.With this configuration of the iris mirror, the central hole is a polygon with 10 sides. The area of such a hole differs from the nominally set by 2% (M.Ya. Kruger et al. Handbook of the designer of optical-mechanical devices, 1968). Due to the fact that this increment in area occurs at the periphery, where the intensity of the TEM00 mode is significantly lower than at the center, this inaccuracy is not critical. This change in area decreases with increasing number of plates used and tends to a nominal value.

Регулировка центрального отверстия может происходить исходя из необходимого диаметра отверстия, при этом расчет сообщаемой мощности от основного лазера будет вычисляться по формуле (Siegman А.Е. «How to (maybe) measure laser beam quality», 1997 г.):The adjustment of the central hole can be based on the required diameter of the hole, while the calculation of the reported power from the main laser will be calculated by the formula (Siegman A.E. “How to (maybe) measure laser beam quality, 1997):

,

где: I(x) - интенсивность основного лазера в пятне, радиусом r, σ - среднеквадратичное отклонение, е - постоянная Эйлера, I_о - номинальная мощность основного лазера.where: I (x) is the intensity of the main laser in the spot, with a radius r, σ is the standard deviation, e is the Euler constant, I _about is the nominal power of the main laser.

Соответственно высчитывается мощность, которая приходится на зону воздействия от дополнительного лазера:Accordingly, the power that falls on the exposure zone from an additional laser is calculated:

где: I’(x) - интенсивность дополнительного лазера в пятне, радиусом r, σ - среднеквадратичное отклонение, е - постоянная Эйлера, I’_о - номинальная мощность дополнительного лазера.where: I '(x) is the intensity of the additional laser in the spot, with a radius r, σ is the standard deviation, e is the Euler constant, I' _{about the} nominal power of the additional laser.

При неполном перекрытии луча основного лазера часть луча отражается от зеркала и становится нежелательным излучением. Также нежелательным излучением становится луч дополнительного лазера, который беспрепятственно прошел через центральное отверстие ирисового диафрагмы с отражающими поверхностями. Для их нейтрализации в установке предусмотрено средство поглощения лазерного излучения, установленное соосно с дополнительным источником лазера, а поворотное зеркало закреплено таким образом, чтобы при частичном перекрытии направлять часть излучения основного лазера в зону обработки через центральное отверстие, нежелательное излучение отражать в оптический поглотитель, с другой стороны - отражать часть излучения дополнительного лазера в зону обработки и не препятствовать прохождению нежелательного излучения дополнительного лазера в оптический поглотитель.If the beam of the main laser is not completely blocked, part of the beam is reflected from the mirror and becomes undesirable radiation. Also, the beam of an additional laser becomes an unwanted radiation, which freely passed through the central opening of the iris diaphragm with reflective surfaces. To neutralize them, the installation provides a means of absorbing laser radiation, mounted coaxially with an additional laser source, and the swivel mirror is fixed in such a way that, with partial overlap, direct part of the radiation of the main laser into the processing zone through a central hole, reflect unwanted radiation into an optical absorber, on the other parties - to reflect part of the additional laser radiation into the processing zone and not to prevent the passage of unwanted radiation of the additional laser and into an optical absorber.

Устройство для лазерной обработки материалов (на примере устройства лазерного плавления/спекания порошкового материала) работает следующим образом.A device for laser processing of materials (for example, a device for laser melting / sintering of powder material) works as follows.

Лазерный источник 1, настроенный на моду ТЕМ00, генерирует лазерное излучение 9, которое проходит через коллиматор 3 и следует вдоль рабочего тракта 8 и попадает на поворотную ирисовую диафрагму с отражающими поверхностями 4. Часть излучения 9 беспрепятственно проходит через центральное отверстие, попадает в сканирующее устройство 6 и фокусируется объективом 11 на рабочую поверхность 7. Часть излучения 9 отражается от поверхности ирисового зеркала 4 и направляется в оптический поглотитель излучения 5. Лазерный источник 2, настроенный на моду ТЕМ00 и расположенный на одной оси с оптическим поглотителем 5, генерирует излучение 10, часть которого попадает на отражающую поверхность зеркала 4 и направляется вдоль рабочего тракта установки 8 в сканирующее устройство 6, после чего объективом 11 фокусируется на рабочей поверхности 7. Часть излучения 10 беспрепятственно проходит через центральное отверстие ирисового зеркала 4 и попадает в оптический поглотитель 5.The laser source 1, tuned to the TEM00 mode, generates laser radiation 9, which passes through the collimator 3 and follows along the working path 8 and enters the rotary iris diaphragm with reflective surfaces 4. A part of the radiation 9 freely passes through the central hole and enters the scanning device 6 and is focused by the lens 11 on the working surface 7. A part of the radiation 9 is reflected from the surface of the iris mirror 4 and sent to the optical radiation absorber 5. Laser source 2 tuned to mode T M00 and located on the same axis with the optical absorber 5, generates radiation 10, part of which falls on the reflecting surface of the mirror 4 and is directed along the working path of the installation 8 into the scanning device 6, after which the lens 11 focuses on the working surface 7. Part of the radiation 10 passes unhindered through the central hole of the iris mirror 4 and enters the optical absorber 5.

Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача - создание устройства лазерной обработки материалов с расширенными возможностями режимов обработки материалов за счет их регулировки - решена, а заявленный технический результат - расширение технологических возможностей - достигнут.The foregoing allows us to conclude that the task - the creation of a device for laser processing of materials with advanced features of the processing modes of materials due to their adjustment - is solved, and the claimed technical result - the expansion of technological capabilities - is achieved.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the independent claim are essential and interconnected with the formation of a stable set of necessary attributes unknown at the priority date from the prior art sufficient to obtain the desired technical result.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для лазерной обработки материалов и может быть использован для порошкового спекания, сварки, пайки, резки металлов и сплавов, композиций и ряда пластиков, и может найти применение в различных отраслях машиностроения;- the object embodying the claimed technical solution, when it is implemented, is intended for laser processing of materials and can be used for powder sintering, welding, soldering, cutting of metals and alloys, compositions and a number of plastics, and can be used in various engineering industries;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств и методов;- for the claimed object in the form described in the independent clause of the utility model formula, the possibility of its implementation using the means and methods described above in the application is confirmed;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствует условий патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed object meets the conditions of patentability "novelty" and "industrial applicability" under applicable law.

Claims

A device for laser processing of materials, comprising a main laser configured to direct the beam into the treatment zone, an additional laser, a swivel mirror with a hole installed with the possibility of unhindered passage of the main laser beam through the hole and overlapping the periphery of the secondary laser beam with its reflection in the processing zone concentric with the main laser beam, characterized in that it is equipped with a laser absorber mounted opposite to the additional laser relative to the mirror, while the mirror is made in the form of an iris diaphragm with petals with a two-sided mirror surface.