RU2014126634A

RU2014126634A - Способы и системы для применения в лазерной обработке

Info

Publication number: RU2014126634A
Application number: RU2014126634A
Authority: RU
Inventors: Эндрю С. ФОРСМАН; Билли Л. ДЖОНСОН; Эрик Х. ЛУНДГРЕН; Тимоти С. БЕРТЧ; Чарльз П. МЁЛЛЕР; Джеймс А. КАРМАЙКЛ
Original assignee: Дженерал Атомикс
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2016-01-27
Also published as: EP2788142A1; JP6165163B2; MX2014006787A; US9815141B2; BR112014013742B1; CN106624393B; EP2788142A4; RU2647952C2; BR112014013742C8; EP2788142B1; KR20140112498A; CN106001945B; WO2013086360A1; JP2015504783A; BR112014013742B8; CN104254428B; MX357571B; CN104254428A; CN106624393A; BR112014013742A2

Abstract

1. Способ защиты поверхности во время лазерной обработки, включающий:подачу в полость объекта лазерной обработки текучей среды, не обладающей свойствами поглощать лазерное излучение, инаправление на стенку объекта лазерной обработки множества лазерных импульсов, сконфигурированных на формирование отверстия в стенке, при этом по меньшей мере один лазерный импульс проходит через отверстие, поступает в полость в то время, как в нее подается текучая среда, и падает одновременно на текучую среду и поверхность, за счет чего предотвращается повреждение задней стенки.2. Способ по п. 1, дополнительно включающий:установку имеющей поверхность защитной подложки внутри полости таким образом, чтобы лазерный импульс, проходящий через отверстие и поступающий в полость, падал поверхность защитной подложки,при этом направление текучей среды в полость включает направление текучей среды таким образом, чтобы она соприкасалась с поверхностью защитной подложки, на которую падает лазерный импульс.3. Способ по п. 2, в котором установка защитной подложки включает:установку элемента для изменения направления текучей среды вблизи защитной подложки,при этом направление текучей среды таким образом, чтобы она соприкасалась с поверхностью защитной подложки, включает направление текучей среды таким образом, чтобы она сталкивалась с отклоняющим элементом, который отклоняет по меньшей мере часть текучей среды, в результате чего она сталкивается с поверхностью защитной подложки под косым углом.4. Способ по п. 2, в котором направление множества лазерных импульсов на стенку объекта включает:генерирование последовательности лазерных импу

Claims

1. Способ защиты поверхности во время лазерной обработки, включающий:

подачу в полость объекта лазерной обработки текучей среды, не обладающей свойствами поглощать лазерное излучение, и

направление на стенку объекта лазерной обработки множества лазерных импульсов, сконфигурированных на формирование отверстия в стенке, при этом по меньшей мере один лазерный импульс проходит через отверстие, поступает в полость в то время, как в нее подается текучая среда, и падает одновременно на текучую среду и поверхность, за счет чего предотвращается повреждение задней стенки.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

установку имеющей поверхность защитной подложки внутри полости таким образом, чтобы лазерный импульс, проходящий через отверстие и поступающий в полость, падал поверхность защитной подложки,

при этом направление текучей среды в полость включает направление текучей среды таким образом, чтобы она соприкасалась с поверхностью защитной подложки, на которую падает лазерный импульс.

3. Способ по п. 2, в котором установка защитной подложки включает:

установку элемента для изменения направления текучей среды вблизи защитной подложки,

при этом направление текучей среды таким образом, чтобы она соприкасалась с поверхностью защитной подложки, включает направление текучей среды таким образом, чтобы она сталкивалась с отклоняющим элементом, который отклоняет по меньшей мере часть текучей среды, в результате чего она сталкивается с поверхностью защитной подложки под косым углом.

4. Способ по п. 2, в котором направление множества лазерных импульсов на стенку объекта включает:

генерирование последовательности лазерных импульсов, и

выбор лазерных импульсов для направления на объект, чтобы на объект направлялись не все лазерные импульсы из последовательности.

5. Способ по п. 2, дополнительно включающий поворот защитной подложки относительно направления лазерного импульса, в результате чего лазерные импульсы распределяются по защитной подложке.

6. Способ по п. 1, в котором направление множества лазерных импульсов на стенку объекта включает:

7. Система для использования с целью защиты поверхностей во время лазерной обработки, содержащая:

защитную подложку, сконфигурированную на размещение в полости объекта лазерной обработки таким образом, чтобы при прохождении лазерного импульса, выполняющего лазерную обработку, через отверстие в объекте, сформированное путем лазерной обработки, и его поступлении в полость, лазерный импульс падал на защитную подложку, при этом при прохождении лазерного импульса через полость со стороны отверстия предотвращается его столкновение с задней стенкой объекта,

источник текучей среды, установленный в определенное положение относительно защитной подложки и сконфигурированный на направление текучей среды на защитную подложку.

8. Система по п. 7, в которой после доставки в полость источником текучей среды текучая среда преимущественно не обладает барьерными свойствами в отношении лазерного излучения на волнах излучения лазерных импульсов.

9. Система по п. 8, в которой текучей средой является одно или несколько из следующего: вода, переохлажденная вода, спирт и жидкий азот.

10. Система по п. 7, в которой первая поверхность защитной подложки, на которую падает лазерный импульс, сконфигурирована на установку под косым углом к направлению лазерного импульса.

11. Система по п. 10, в которой защитная подложка установлена вблизи выходного отверстия источник текучей среды таким образом, чтобы текучая среда непосредственно воздействовала на поверхность защитной подложки, на которую падает лазерный импульс.

12. Система по п. 10, в которой защитную подложку содержит сетку отверстий.

13. Система по п. 11, в которой каждое из отверстий сетки сходит на конус по оси.

14. Система по п. 7, в которой источник текучей среды содержит подающий трубопровод для текучей среды отклоняющий элемент, установленный в определенное положение относительно подающего трубопровода для текучей среды, при этом отклоняющий элемент установлен рядом с защитной подложкой и сконфигурирован на отклонение по меньшей мере части текучей среды таким образом, чтобы она соприкасалась с поверхностью защитной подложки, на которую падает лазер.

15. Система по п. 14, дополнительно содержащая один или несколько установочных элементов, установленных вокруг по меньшей мере подающего трубопровода для текучей среды и сконфигурированных на установку защитной подложки в определенное положение относительно задней стенки объекта таким образом, чтобы лазерный импульс сталкивался с защитной подложкой.

16. Система по п. 14, дополнительно содержащая источник внутренней вспомогательной струи газа, установленный вокруг и на одной оси по меньшей мере с участком подающего трубопровода для текучей среды вблизи отклоняющего элемента и сконфигурированный на подачу потока газа относительно отверстия, формируемого в объекте путем лазерной обработки.

17. Система по п. 7, в которой защитную подложку содержит сетку отверстий, при этом первая поверхность защитной подложки, на которую падает лазерный импульс, содержит одно или несколько из следующего: отверстия, выступы и шероховатости.

18. Способ лазерной обработки, включающий:

конфигурирование лазерного источника относительно объекта лазерной обработки, который имеет внутреннюю полость на одном из участков,

управление лазерным источником с целью генерирования последовательности лазерных импульсов,

подачу текучей среды в полость при управлении лазерным источником, и

выбор лазерных импульсов для направления на один из участков объекта, на котором должно быть выполнено отверстие, чтобы на объект направлялись не все лазерные импульсы, при этом за счет синхронизации импульсов, направляемых на объект, обеспечивается защита задней стенки объекта от повреждения, которое в противном случае было бы вызвано одним или несколькими из лазерных импульсов, направленных на объект.

19. Способ по п. 18, в котором после доставки в полость источником текучей среды текучая среда преимущественно не обладает барьерными свойствами в отношении лазерного излучения на волнах излучения лазерных импульсов.

20. Способ по п. 19, в котором выбор лазерных импульсов для направления на участок объекта включает направление на объект первого пакета лазерных импульсов, предотвращение столкновения с объектом двух или более последующих пакетов лазерных импульсов и направление на объект второго пакета лазерных импульсов, следующего за двумя или более последующими пакетами лазерных импульсов.

21. Способ по п. 20, в котором направление на объект первого пакета лазерных импульсов и второго пакета лазерных импульсов осуществляется таким образом, чтобы за счет синхронизации первого пакета лазерных импульсов и второго пакета лазерных импульсов обеспечивалось захлопывание пузырьков, образующихся под действием лазерных импульсов первого пакета вблизи внутренней поверхности задней стенки объекта напротив отверстия, а при направлении на объект второго пакета лазерных импульсов с текучей среды соприкасалась преимущественно вся площадь поверхности задней стенки, с которой сталкивается лазерный импульс.