一种医用钛合金板的激光冲击微成形装置及其微成形工艺的制作方法_2

文档序号:8451938阅读:来源:国知局
与可靠性。
[0030]优选为,上述透明材质制成的板片为有机玻璃或石英玻璃板片。
[0031]该优选技术方案直接带来的技术效果是,取材方便,成本低廉。理论上,还可以采用透明材质制造出的六面体形状的容器,容器内充满蒸馏水进行替代,但类似这种方式,其加工过程复杂、成本偏高。
[0032]进一步优选,上述黑漆层的厚度为50 μ m。
[0033]该优选技术方案直接带来的技术效果是,实际使用经验表明,黑漆层的厚度为50 μ m时,对激光热效应的屏蔽效果最好。
[0034]本发明的目的之二是,提供一种上述医用钛合金板的激光冲击微成形装置的成形工艺,其具有操作简便、成形精度高,并且可提高成形后的钛合金板表面的耐磨性等特点。
[0035]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是,一种利用上述的医用钛合金板的激光冲击微成形装置的微成形工艺,其特征在于,包括以下步骤:
[0036]第一步,将厚度为30?60 μ m的医用钛合金板坯料裁剪至小于或者等于凹模本体的尺寸大小,经打磨、镜面抛光,至表面粗糙度< 0.06 μ m,再经校直后,制成待微成形的钛合金板;
[0037]在上述钛合金板的上下两个表面其中之一的一个表面上均匀喷涂黑漆、自然晾干,再次喷涂黑漆、再次自然晾干;重复上述喷涂黑漆与自然晾干操作,直至钛合金板上表面的黑漆层的厚度达到30-60 ym ;
[0038]将喷涂有黑漆层的钛合金板放置在凹模上,将喷涂有黑漆层的那个面朝上,其上面加盖上用作约束层的透明材质制成的板片,再用压边板压住,将凹模总成组装好,组装好的凹模总成通过夹具夹持并固定在所述数控工作台上;
[0039]第二步,启动激光器,将激光器产生的激光束脉冲宽度调制为5ns?15ns,使激光束经过光路引导系统辐照到待微成形的钛合金板的待微成形的表面上;
[0040]第三步,在计算机的控制下,调整数控工作台和激光冲击头的位置,至激光冲击头对准钛合金板的待微成形的表面上所需冲击成形的起始位置点;
[0041]调节激光器,以产生功率密度大于108W/cm2的强脉冲激光束,由激光冲击头利用该强脉冲激光束冲击钛合金板的待微成形的表面上所需冲击成形的起始位置点,使钛合金板发生塑性变形,完成该位置点的冲击成形;
[0042]在计算机的控制下,按程序设定的冲击点位置分布,按顺序不断调整数控工作台和激光冲击头的位置,依次激光冲击头对准钛合金板的待微成形的表面上所需冲击成形的下一个位置点,进行逐点冲击加工成形,直至结束;
[0043]第四步,关闭激光器、松开夹具并取出已加工成形的钛合金板,置于丙酮溶液中浸泡,以去除残留的黑漆;然后,用无水乙醇将其洗净。
[0044]上述技术方案直接带来的技术效果是,成形精度为微米级甚至可达亚微米级,
[0045]综上所述,本发明相对于现有技术,具有以下有益效果:
[0046]1、结构简单、操作简便;
[0047]2、医用钛合金板微成形的质量稳定性好、可靠性高;
[0048]3、可大幅提高微成形后的钛合金板表面的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳损伤的能力,进而大幅提高医用钛合金板成品的使用寿命。
【附图说明】
[0049]图1为本发明的构造原理示意图;
[0050]图2为本发明的工作原理示意图。
[0051]附图标记说明:1-同步加速辐射光源,2-激光器,3-准直器,4-第二三棱镜,5-聚焦镜,6-探测器,7-放大器,8-脉冲高度分析器,9-计数器,10-压边板,11-约束层,12-黑漆层(吸收层),13-钛合金板,14-等离子体冲击波,15-数控工作台,16-凹模本体,17-计算机,18-夹具,19-激光冲击头,20-第一三棱镜,21-脉冲激光束,22-板片(约束层),23-等离子体。
【具体实施方式】
[0052]下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0053]如图1和图2所示,本发明的医用钛合金板的激光冲击微成形装置,包括计算机(图中省略未示出)、数控工作台15、激光器2、光路引导系统和凹模总成;其中:
[0054]数控工作台15安装在压力机的工作台上,与压力机工作台成可滑动连接,沿设置在压力机工作台上的滑轨移动,数控工作台上还设置有夹具18 ;
[0055]上述凹模总成包括压边板10和凹模本体16 ;
[0056]上述光路引导系统包括第一三棱镜20、准直器3、激光冲击头19和聚焦镜5 ;
[0057]上述激光器2设置在凹模本体16的正上方,用于发射激光束,该激光束进入光路引导系统,先后经第一三棱镜20、准直器3进入激光冲击头19,安装在激光冲击头内的第二三棱镜4将入射激光束反射、再经聚焦镜5聚焦,形成脉冲激光束21射入凹模本体16中,用于激光冲击微成形;其中,上述激光冲击头的方位可围绕凹模本体进行前后左右与上下方位的任意调节;
[0058]上述计算机为激光冲击微成形装置的控制中心,用于控制激光器所发射的激光束功率密度的大小以及控制激光冲击头和数控工作台移动;
[0059]上述医用钛合金板的激光冲击微成形装置,还包括有一检测系统,上述检测系统包括同步加速辐射光源1、探测器6、脉冲放大器7、脉冲高度分析器8和计数器9 ;
[0060]上述同步加速辐射光源I与探测器6 —左一右分别设置在上述凹模本体两侧的上方位置处,分别作为检测用激光的发射装置与接收装置;
[0061]上述探测器6通过数据线依次将脉冲放大器7、脉冲高度分析器8、计数器9串联连接,并最终与上述计算机通讯连接;
[0062]由上述计算机通过对上述检测系统输送来的信号进行运算分析,并依据运算分析对激光器所发射的激光束功率密度大小适时进行动态调整,以使激光冲击微成形的工作状态始终处于理想状态;
[0063]上述激光冲击微成形装置工作时,待微成形的钛合金板13放置在上述凹模本体16上,上述钛合金板13的待加工面上喷涂有一层厚度为30-60 μ m的黑漆,该黑漆层12朝上,其上面再加盖上一块1.5-2mm厚的用作约束层的透明材质制成的板片11 ;
[0064]上述板片的尺寸大于或者等于上述钛合金板的尺寸,该板片11将钛合金板的待加工面整体覆盖住;
[0065]上述钛合金板和板片11由上述压边板压住,将上述凹模总成组装好,组装好的凹模总成通过夹具夹持、固定在上述数控工作台上。
[0066]上述透明材质制成的板片优选为有机玻璃板片或石英玻璃板片。
[0067]上述黑漆层的厚度最好为50 μπι。
[0068]为更好地理解本发明,现进一步详细说明利用如权利要求1上述的医用钛合金板的激光冲击微成形装置的成形工艺。
[0069]其微成形工艺步骤如下:
[0070]第一步,将厚度为30?60 μ m的医用钛合金板坯料裁剪至小于或者等于凹模本体的尺寸大小,经打磨、镜面抛光,至表面粗糙度< 0.06 μ m,再经校直后,制成待微成形的钛合金板;
[0071]在上述钛合金板的上下两个表面其中之一的一个表面上均匀喷涂黑漆、自然
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1