用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統技術方案

本實用新型專利技術涉及激光技術領域，具體涉及一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統，該系統包括：工控機、激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡、場鏡和平臺，所述激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡和場鏡皆與所述工控機連接，所述平臺用于放置待加工件，所述高速旋轉裝置包括楔形透鏡和聚焦鏡，本實用新型專利技術通過振鏡對待加工件進行橫線填充加工出微孔，然后再通過高速旋轉裝置對微孔邊緣進行加工，提高了加工速度和加工質量。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及激光
，具體涉及一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統。
技術介紹
玻璃作為一種常用的窗口材料已廣泛應用于日常的消費電子之中，很多應用中都需要對玻璃進行特殊的加工，最常見的就是制作微孔，對于直徑為200-500μm的微孔，常用的機械加工必須采用進口的高精度鉆頭，存在磨損嚴重的問題且加工過程中需采用水進行冷卻，而常規的激光加工必須完全去除微孔中心的材料，同時振鏡掃描小圓難以獲得較高的掃描速度，掃描路徑中圓的直徑越小，可獲得的最高掃描速度越低，導致加工效率較低。
技術實現思路
本技術的目的在于提出一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統，能夠提高加工速度和加工質量。為達此目的，本技術采用以下技術方案：作為本技術的一個方面，提供的一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統，包括：工控機、激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡、場鏡和平臺，所述激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡和場鏡皆與所述工控機連接，所述平臺用于放置待加工件，所述高速旋轉裝置包括楔形透鏡和聚焦鏡。可選地，所述振鏡為3D振鏡。可選地，所述激光器為納秒激光器、皮秒激光器或飛秒激光器。可選地，所述楔形透鏡包括第一楔形透鏡和第二楔形透鏡，所述第一楔形透鏡的薄端與所述第二楔形透鏡厚端相對設置并相距預設的距離，所述第一楔形透鏡的厚端與所述第二楔形透鏡薄端相對設置并相距所述預設的距離。可選地，所述硬脆性材料為玻璃，所述待加工件為玻璃件。本技術的有益效果為：一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統，該系統包括：工控機、激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡、場鏡和平臺，所述激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡和場鏡皆與所述工控機連接，所述平臺用于放置待加工件，所述高速旋轉裝置包括楔形透鏡和聚焦鏡，本技術通過振鏡對待加工件進行橫線填充加工出微孔，然后再通過高速旋轉裝置對微孔邊緣進行加工，提高了加工速度和加工質量。附圖說明圖1是本技術實施例提供的一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統的結構示意圖；圖2是本技術實施例提供的待加工件加工流程中形成的結構示意圖；圖3是本技術實施例提供的高速旋轉裝置結構示意圖。其中，附圖標記如下：工控機1激光器2光閘3擴束裝置4高速旋轉裝置5振鏡6場鏡7待加工件8平臺9第一楔形透鏡10第二楔形透鏡11聚焦鏡12微孔13。具體實施方式下面結合圖1-圖3并通過具體實施方式來進一步說明本技術的技術方案。圖1是本實施例提供的一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統的結構示意圖。一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統，包括：工控機1、激光器2、光閘3、擴束裝置4、高速旋轉裝置5、振鏡6、場鏡7和平臺9，所述激光器2、光閘3、擴束裝置4、高速旋轉裝置5、振鏡6和場鏡7皆與所述工控機1連接，所述平臺9用于放置待加工件8，所述高速旋轉裝置5包括楔形透鏡和聚焦鏡12。在本實施例中，通過振鏡6對待加工件8進行橫線填充加工出微孔13，然后再通過高速旋轉裝置5對微孔13邊緣進行加工，提高了加工速度和加工質量。在本實施例中，所述硬脆性材料為玻璃，所述待加工件8為玻璃件。作為另一種實施例，所述硬脆性材料為陶瓷、硅片。如圖2所示，在本實施例中，待加工件8放置到平臺9上指定位置后，第一步，首先通過3D振鏡6快速地進行橫線填充，同時隨加工深度的不斷變大，焦點逐漸降低，采用該方式一方面是振鏡6掃描直線速度快，配合高功率的紫外激光器2可獲得較高的材料去除效率，另外一方面采用3D振鏡6可避免傳統平臺9上下平移過程中的機械停頓，進一步提高加工效率；第二步，由于振鏡6掃描直線時，直線兩端處振鏡6的瞬時速度為零，導致微孔13邊緣質量較差，在后續加工中采用激光配合高速旋轉裝置5對微孔13的邊緣進行加工，可大大改善微孔13邊緣的加工質量，形成如圖2中最后一圖中所示的微孔13。在以激光為加工手段時，之所以要采用填充的方式對材料進行加工是由于加工時激光本身是一個很小的聚焦光斑，當材料厚度遠遠大于光斑直徑，在加工通孔時若僅對通孔外輪廓進行掃描加工時會存在以下問題：（1）隨著加工深度的增加，較窄的切縫會對激光能量產生屏蔽效應，導致深度不再增加；（2）切縫較窄阻礙了熔渣從切縫中向外排出，導致切割效率低下。而對整個通孔進行填充掃描時則不存在以上問題，可獲得較高的加工效率，在填充時可選擇多種路徑，其中橫線填充是最為簡便實用的方式，這是因為振鏡6掃描直線時可獲得最高的掃描速度。在本實施例中，所述振鏡6為3D振鏡6。在本實施例中，所述激光器2為納秒激光器、皮秒激光器或飛秒激光器。如圖3所示，在本實施例中，所述楔形透鏡包括第一楔形透鏡10和第二楔形透鏡11，所述第一楔形透鏡10的薄端與所述第二楔形透鏡11厚端相對設置并相距預設的距離，所述第一楔形透鏡10的厚端與所述第二楔形透鏡11薄端相對設置并相距所述預設的距離。以上所述僅為本技術的具體實施方式，這些描述只是為了解釋本技術的原理，而不能以任何方式解釋為對本技術保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本技術的其它具體實施方法，這些方式都將落入本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統，其特征在于，包括：工控機、激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡、場鏡和平臺，所述激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡和場鏡皆與所述工控機連接，所述平臺用于放置待加工件，所述高速旋轉裝置包括楔形透鏡和聚焦鏡。

【技術特征摘要】
1.一種用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統，其特征在于，包括：工控機、激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡、場鏡和平臺，所述激光器、光閘、擴束裝置、高速旋轉裝置、振鏡和場鏡皆與所述工控機連接，所述平臺用于放置待加工件，所述高速旋轉裝置包括楔形透鏡和聚焦鏡。2. 根據權利要求1所述的用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統，其特征在于，所述振鏡為3D振鏡。3. 根據權利要求1所述的用于硬脆性材料鉆孔的激光加工系統，其特征在于，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊煥，秦國雙，張杰，
申請(專利權)人：深圳英諾激光科技有限公司，常州英諾激光科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44