SU1763128A1 - Method and device for laser treatment - Google Patents
Method and device for laser treatment Download PDFInfo
- Publication number
- SU1763128A1 SU1763128A1 SU833705431A SU3705431A SU1763128A1 SU 1763128 A1 SU1763128 A1 SU 1763128A1 SU 833705431 A SU833705431 A SU 833705431A SU 3705431 A SU3705431 A SU 3705431A SU 1763128 A1 SU1763128 A1 SU 1763128A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- laser
- cutting
- given
- focusing element
- plate
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к технологии и оборудованию лазерной обработки.The invention relates to technology and equipment for laser processing.
\ Целью изобретения является повышение производительности при изготовлении сложных деталей, упрощение конструкции оптической системы.\ The aim of the invention is to increase productivity in the manufacture of complex parts, simplifying the design of the optical system.
На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа с оптически прозрачным фокусирующим элементом; на фиг.2 - фокусирующий зле^Figure 1 shows a diagram of a device for implementing the method with an optically transparent focusing element; figure 2 - focusing evil ^
22
2. Устройство для лазерной обработки, содержащее лазер и оптическую систему с фокусирующим элементом, отличающеес я тем, что, с целью упрощенияконструкции оптической системы и повышения производительности и долговечности, фокусирующий элемент оптической системы выполнен в виде пластины с нанесенной на его поверхность ’ микрорельефной структурой.2. A laser processing device comprising a laser and an optical system with a focusing element, characterized in that, in order to simplify the design of the optical system and increase productivity and durability, the focusing element of the optical system is made in the form of a plate with a microrelief structure deposited on its surface.
3. Устройство по п.2, о т л и м а ю щ е еся тем, что пластина выполнена из оптически прозрачного материала.3. The device according to claim 2, according to the fact that the plate is made of optically transparent material.
4. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что пластина выполнена отражающей.4. The device according to claim 2, with the fact that the plate is made reflective.
5. Устройство по пп.2-4, о т л и- ; ч а ю щ ее с я тем, что микрорель- ; ефная структура на поверхности пластины выполнена в виде непрерывного рельефа с параметрами, зависящими от заданной конфигураций лазерного излучения, его длины волны и показателя преломления материала пластины.5. The device according to claims 2-4, about t l and -; I want her with the fact that microrelay; The ethereal structure on the surface of the plate is made in the form of a continuous relief with parameters depending on the given configuration of the laser radiation, its wavelength and the refractive index of the plate material.
511.,,, 1763128 А1511. ,,, 1763128 A1
мент; на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 - схема устройства для осуществления способа с отражающим фокусирующим элементом.cop; in Fig.3 - view A in Fig.2; figure 4 - diagram of a device for implementing the method with a reflective focusing element.
При лазерной обработке осуществляют фазовую модуляцию волнового фрон- ! та лазерного излучения 1 и направля- I ют его в зону обработки 2. При этом лазерное излучение 1 преобразуют в излучение требуемой конфигурации 3, а его фазовую модуляцию осуществляютDuring laser processing, phase modulation of the wave front is carried out! This laser radiation 1 and direct it to the processing zone 2. In this case, the laser radiation 1 is converted into radiation of the desired configuration 3, and its phase modulation is carried out
+ +7-+.:+ + 7- + .:
17631281763128
в зависимости от волнового фронта и заданного распределения интенсивности излучения 1 на обрабатываемой поверхности детали 4 (фиг.1,3).depending on the wavefront and a given distribution of radiation intensity 1 on the workpiece surface 4 (Fig.1,3).
Устройство для реализации способа содержит лазер 5 и оптическую систему с фокусирующим элементом 6, последний выполнен в виде пластины с нанесенной Йа его поверхности микрорельефной структурой 7.A device for implementing the method comprises a laser 5 and an optical system with a focusing element 6, the latter made in the form of a plate with a microrelief structure 7 applied to its surface.
Пластина может быть выполнена Из оптически прозрачного материала или отражающей. Микрорельефная структура на Поверхности пластины может быть :|/5 выполнена виде непрерывного рельефа с параметрами, зависящими от заданной конфигурации лазерного излучения 1, его длины волны и показателя преломления материала пНастины.The plate may be made of optically transparent material or reflective. The micro-relief structure on the surface of the plate can be : | / 5 is made in the form of a continuous relief with parameters depending on a given configuration of laser radiation 1, its wavelength and refractive index of the material nNastina.
Устройство работает следующим образом. 7 7'The device operates as follows. 7 7 '
Автоматическому блоку 8 задают программу разделки отверстий в детали 4 необходимой совокупности и в ко-25 личёстве, кратном четырем,' кроме того, вводят исходные данные, обеспечивающие синхронное включение импульсов рубинового лазера 5 И привода'пёреме- , щения (линейного и углового) коорди- зо натного столика 9·The automatic block 8 is given a program for cutting holes in a part 4 of the required combination and in a multiple of four, 'in addition, input data is provided that provide simultaneous switching on of the ruby laser pulses 5 And the drive' movement, (linear and angular) coordination - Dental table 9 ·
Работа оператора заключается в закреплении детали 4 на рабочем столике 9, запуске установки в работу через блок 8, наблюдению за обрабатываемой деталью 4 посредством системы 10 и'контроля за температурой детали 4 по прибору 11.The operator’s job is to fix the part 4 on the work table 9, start the installation in work through block 8, monitor the workpiece 4 through the system 10 and monitor the temperature of the part 4 on the device 11.
При необходимости, учитывая технологические особенности операций обра- дд ботки детали и ее температуру, оператор осуществляет подачу технологической среды. Для удаления испаряемого продукта керамики и стабилизации температуры обрабатываемой детали могут ' 45 подавать воздух.If necessary, taking into account the technological features of operations for machining the part and its temperature, the operator delivers the technological medium. To remove the evaporated product of ceramics and stabilize the temperature of the workpiece, they can supply air.
Устройство можёт быть выполнено с отражающим фокусирующим элементом 6 (фиг.4). Такое устройство работает'. следующим образом. ' ; The device can be made with a reflective focusing element 6 (figure 4). Such a device works. ' in the following way. ';
При пробивке отверстий в металлических деталях, например в титановых панелях толщиной до 1 мм, в качестве технологической среды применяют кислород', что позволяет за счёт"экзотер-& мической реакции между металлом и ; кислородом ускорить процесс пробивки отверстий с применением лазера меньшей мощности. При пробивке отверстийWhen punching holes in metal parts, for example, in titanium panels up to 1 mm thick, oxygen is used as a technological medium, which allows, due to the exothermic reaction between the metal and oxygen, to accelerate the process of punching holes with a lower laser power. punching holes
в более толстых металлических плитах в качестве технологической среды применяют инертный газ, например гелий,· предотвращающий сгорание металла, ведущего к нарушению формы пробиваемого отверстия.in thicker metal plates, an inert gas, such as helium, is used as a process medium, · preventing the combustion of metal, leading to a violation of the shape of the punched hole.
Используемый в устройстве отражающий фокусирующий элемент 6 выполняют отражающим на металлической основе, на поверхности которой по четырем зонам Наносят микрорельефнуюфазовую структуру,обеспечивающую преобразование лазерного луча с неоднородной модовой структурой в цетыре пучка с точечной фокусировкой и заданной модовой структурой. Такой способ и устройство позволяют осуществлять: разделку отверстий сложного фигурного сечения, резку, сварку, термообработку на ограниченной поверхности деталей сложной конфигурации, маркировку и раскрой листового материала по заданному контуру;The reflecting focusing element 6 used in the device is made reflective on a metal base, on the surface of which a micro-relief phase structure is applied over four zones, which converts a laser beam with an inhomogeneous mode structure into four beams with point focusing and a given mode structure. This method and device allows you to: cutting holes of complex shaped section, cutting, welding, heat treatment on a limited surface of parts of complex configuration, marking and cutting of sheet material along a given contour;
при обработке неметаллических ма-терйалов и изготовлении изделий из пластмасс и других полимерных материалов устройством обеспечивается выполнение операций по разделке отверстий заданной совокупности, по маркировке требуемой конфигурации и другие операций;when processing non-metallic materials and manufacturing products from plastics and other polymeric materials, the device provides operations for cutting holes of a given population, for marking the required configuration and other operations;
обработку (рассечение) поверхностного слоя плат и других элементов микросхем на требуемую глубину по заданному контуру, маркировку кремниевых пластин, раскрой и нарезку керамических подложек сложной формы;processing (dissection) of the surface layer of boards and other elements of microcircuits to the required depth along a given contour, marking silicon wafers, cutting and cutting ceramic complex substrates;
раскрой материалов из кожи, натуральных матерчатых и искусственных тканей,· при изготовлении "перфокарт" для текстильной промышленности;cutting materials from leather, natural cloth and artificial fabrics, · in the manufacture of "punch cards" for the textile industry;
в производстве стройматериалов из керамики, туфа и других твердых и хрупких материалов возможна их обработка путем стеклования поверхности по заданному рисунку, а также маркировка нужных знаков и разделка отверстий требуемой совокупности.in the production of building materials made of ceramics, tuff and other hard and brittle materials, they can be processed by vitrifying the surface according to a given pattern, as well as marking the necessary signs and cutting holes of the required combination.
Таким образом, возможность обработки одновременно всего заданного контура обеспечивает высокую производительность процесса изготовления сложных деталей, а замена системы оптических элементов, позволяющей обеспечить получение излучения требуемой конфигурации и фазовой модуляции, одной пластиной с микрорельефной структурой - упрощение конструкции оп1763128Thus, the ability to process the entire given contour at the same time provides high productivity in the manufacturing process of complex parts, and replacing the system of optical elements, which allows to obtain radiation of the required configuration and phase modulation, with one plate with a microrelief structure, simplifies the design of op1763128
тической системы и повышение ее долговечности.tical system and increase its durability.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Пробивали отверстия диаметром ,Punched holes with a diameter
¢,12-0,25 мкм 'заданной совокупности в керамической детали (панели) толщиной до 1 мм. Лазерная установка состояла из импульсного рубинового лазера с плотностью мощности 10* Вт/см2 ι в импульсе длительностью 1 мс, излучающего пучок света с длиной волны Ά =» 0,69 мкм и коллимированного до диаметра 25 мм, оптической системы с отражающим фокусирующим элементом 1 диаметром 25 мм. Обрабатываемую ке’рамическую деталь закрепляли на подвижном координатном столике.¢, 12-0.25 μm 'of the given aggregate in a ceramic part (panel) up to 1 mm thick. The laser setup consisted of a pulsed ruby laser with a power density of 10 * W / cm 2 ι in a pulse of 1 ms duration emitting a light beam with a wavelength of Ά = »0.69 μm and collimated to a diameter of 25 mm, an optical system with a reflecting focusing element 1 with a diameter of 25 mm. The processed ke'ramic part was fixed on a movable coordinate table.
еe 22
Устройство включало в себя также систему подачи технологической среды 6 (воздух, кислород, инертный газ, жидкость и др.), автоматическое устройство, выполненное в виде програм- 2 мника с ЭВМ, систему наблюдения и прибор измерения температуры обрабатываемой детали.The apparatus also included a process fluid supply system 6 (air, oxygen, inert gas, liquid, etc.), An automatic device in the form of programming with computer 2 ISRC, surveillance system and workpiece temperature meter.
Фокусирующий элемент оптической системы выполняли в виде оптически прозрачной пластины с нанесенной на ней микрорельефной структурой с четырьмя равносимметричными зонами.The focusing element of the optical system was made in the form of an optically transparent plate with a microrelief structure deposited on it with four equally symmetric zones.
Изготовление фокусирующего элемента состояло из следующих основных этапов:The manufacture of the focusing element consisted of the following main steps:
- производили расчет на ЭВМ заданной фазовой функции элемента, позволяющего осуществить необходимые преобразования равномерного или гауссова распределения интенсивности;- made the calculation on the computer of the given phase function of the element, allowing to carry out the necessary transformations of a uniform or Gaussian intensity distribution;
*> производили изготовление амплитудной маски полученной фазовой функции с помощью сканирующего прецизионн ного устройства вывода оптического изображения из ЭВМ на прозрачную основу с фотоэмульсионным слоем;*> the amplitude mask of the obtained phase function was manufactured using a scanning precision device for outputting the optical image from the computer onto a transparent base with a photoemulsion layer;
- производили изготовление фазовой маски фокусирующего элемента с требуемым рельефом на поверхности основы путем удаления (водой) незадубленного желатина из фотоэмульсии.- made the production of the phase mask of the focusing element with the desired relief on the surface of the base by removing (water) undecreased gelatin from the emulsion.
В результате обработки получали одновременно заданное количество отверстий за один импульс.As a result of processing, a predetermined number of holes was obtained simultaneously per pulse.
1010
17631281763128
фиг.2figure 2
Фиг.ЗFig.Z
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833705431A SU1763128A1 (en) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | Method and device for laser treatment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833705431A SU1763128A1 (en) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | Method and device for laser treatment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1763128A1 true SU1763128A1 (en) | 1992-09-23 |
Family
ID=21105313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833705431A SU1763128A1 (en) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | Method and device for laser treatment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1763128A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521126C2 (en) * | 2012-09-13 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Production of silica-alumina refractory material |
-
1983
- 1983-12-12 SU SU833705431A patent/SU1763128A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521126C2 (en) * | 2012-09-13 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Production of silica-alumina refractory material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5103073A (en) | Device for laser treatment of an object | |
EP0054840B1 (en) | Method and apparatus for providing an identifying indicium to a diamond | |
US4734550A (en) | Laser processing method | |
EP0690028A1 (en) | Process for producing micro lens | |
JPH0243927A (en) | Flat filter film made of sheet composed of organic polymer glass or ceramic material | |
DE112009003829T5 (en) | Pulse laser processing device | |
JPH0810970A (en) | Method and equipment of laser beam machining | |
JP2001105164A (en) | Method for laser beam piercing and device therefor | |
JP4156805B2 (en) | Method and apparatus for removing material from the surface of a workpiece | |
CN108326451A (en) | A kind of femtosecond laser film micro-group hole effective production process | |
SU1763128A1 (en) | Method and device for laser treatment | |
JPS6189636A (en) | Optical processing | |
JPH08174242A (en) | Method and device for laser beam machining | |
JP3518351B2 (en) | Method of forming composite shape on workpiece surface by energy beam and article obtained by this method | |
JP2001096995A (en) | Method for laser beam machining of decorative article | |
JP2006082120A (en) | Laser beam machining method and laser beam irradiation device | |
JP2002292488A (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
JPH03226392A (en) | Laser beam machining method | |
JPS62263862A (en) | Laser beam machine | |
US4388146A (en) | Analog correction of quartz resonator angle of cut | |
RU94020443A (en) | Process of laser engraving and device for its realization | |
JPH0499618A (en) | Formation of object having three-dimensional configuration | |
Abraham et al. | Laser LIGA: a cost-saving process for flexible production of microstructures | |
JPS62168688A (en) | Laser beam machining device | |
JPH0376569A (en) | Apparatus and method for processing cell |