用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，该系统包括：工控机、激光器、光闸、扩束装置、高速旋转装置、振镜、场镜和平台，所述激光器、光闸、扩束装置、高速旋转装置、振镜和场镜皆与所述工控机连接，所述平台用于放置待加工件，所述高速旋转装置包括楔形透镜和聚焦镜，本实用新型通过振镜对待加工件进行横线填充加工出微孔，然后再通过高速旋转装置对微孔边缘进行加工，提高了加工速度和加工质量。
【专利说明】
用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统。
【背景技术】
[0002]玻璃作为一种常用的窗口材料已广泛应用于日常的消费电子之中，很多应用中都需要对玻璃进行特殊的加工，最常见的就是制作微孔，对于直径为200_500μπι的微孔，常用的机械加工必须采用进口的高精度钻头，存在磨损严重的问题且加工过程中需采用水进行冷却，而常规的激光加工必须完全去除微孔中心的材料，同时振镜扫描小圆难以获得较高的扫描速度，扫描路径中圆的直径越小，可获得的最高扫描速度越低，导致加工效率较低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提出一种用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，能够提高加工速度和加工质量。
[0004]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]作为本实用新型的一个方面，提供的一种用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，包括:工控机、激光器、光闸、扩束装置、高速旋转装置、振镜、场镜和平台，所述激光器、光闸、扩束装置、高速旋转装置、振镜和场镜皆与所述工控机连接，所述平台用于放置待加工件，所述高速旋转装置包括楔形透镜和聚焦镜。
[0006]可选地，所述振镜为3D振镜。
[0007]可选地，所述激光器为纳秒激光器、皮秒激光器或飞秒激光器。
[0008]可选地，所述楔形透镜包括第一楔形透镜和第二楔形透镜，所述第一楔形透镜的薄端与所述第二楔形透镜厚端相对设置并相距预设的距离，所述第一楔形透镜的厚端与所述第二楔形透镜薄端相对设置并相距所述预设的距离。
[0009]可选地，所述硬脆性材料为玻璃，所述待加工件为玻璃件。
[0010]本实用新型的有益效果为:一种用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，该系统包括:工控机、激光器、光闸、扩束装置、高速旋转装置、振镜、场镜和平台，所述激光器、光闸、扩束装置、高速旋转装置、振镜和场镜皆与所述工控机连接，所述平台用于放置待加工件，所述高速旋转装置包括楔形透镜和聚焦镜，本实用新型通过振镜对待加工件进行横线填充加工出微孔，然后再通过高速旋转装置对微孔边缘进行加工，提高了加工速度和加工质量。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型实施例提供的一种用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统的结构示意图；
[0012]图2是本实用新型实施例提供的待加工件加工流程中形成的结构示意图；
[0013]图3是本实用新型实施例提供的高速旋转装置结构示意图。
[0014]其中，附图标记如下:
[0015]工控机I
[0016]激光器2
[0017]光闸3
[0018]扩束装置4
[0019]高速旋转装置5
[0020]振镜6[0021 ]场镜 7
[0022]待加工件8
[0023]平台9
[0024]第一楔形透镜10
[0025]第二楔形透镜11
[0026]聚焦镜12
[0027]微孔13。
【具体实施方式】
[0028]下面结合图1-图3并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0029]图1是本实施例提供的一种用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统的结构示意图。
[0030]—种用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，包括:工控机1、激光器2、光闸3、扩束装置4、高速旋转装置5、振镜6、场镜7和平台9，所述激光器2、光闸3、扩束装置4、高速旋转装置5、振镜6和场镜7皆与所述工控机I连接，所述平台9用于放置待加工件8，所述高速旋转装置5包括楔形透镜和聚焦镜12。
[0031]在本实施例中，通过振镜6对待加工件8进行横线填充加工出微孔13，然后再通过高速旋转装置5对微孔13边缘进行加工，提高了加工速度和加工质量。
[0032]在本实施例中，所述硬脆性材料为玻璃，所述待加工件8为玻璃件。
[0033]作为另一种实施例，所述硬脆性材料为陶瓷、硅片。
[0034]如图2所示，在本实施例中，待加工件8放置到平台9上指定位置后，第一步，首先通过3D振镜6快速地进行横线填充，同时随加工深度的不断变大，焦点逐渐降低，采用该方式一方面是振镜6扫描直线速度快，配合高功率的紫外激光器2可获得较高的材料去除效率，另外一方面采用3D振镜6可避免传统平台9上下平移过程中的机械停顿，进一步提高加工效率;第二步，由于振镜6扫描直线时，直线两端处振镜6的瞬时速度为零，导致微孔13边缘质量较差，在后续加工中采用激光配合高速旋转装置5对微孔13的边缘进行加工，可大大改善微孔13边缘的加工质量，形成如图2中最后一图中所示的微孔13。
[0035]在以激光为加工手段时，之所以要采用填充的方式对材料进行加工是由于加工时激光本身是一个很小的聚焦光斑，当材料厚度远远大于光斑直径，在加工通孔时若仅对通孔外轮廓进行扫描加工时会存在以下问题:(I)随着加工深度的增加，较窄的切缝会对激光能量产生屏蔽效应，导致深度不再增加；(2)切缝较窄阻碍了熔渣从切缝中向外排出，导致切割效率低下。而对整个通孔进行填充扫描时则不存在以上问题，可获得较高的加工效率，在填充时可选择多种路径，其中横线填充是最为简便实用的方式，这是因为振镜6扫描直线时可获得最尚的扫描速度。
[0036]在本实施例中，所述振镜6为3D振镜6。
[0037]在本实施例中，所述激光器2为纳秒激光器、皮秒激光器或飞秒激光器。
[0038]如图3所示，在本实施例中，所述楔形透镜包括第一楔形透镜1和第二楔形透镜11，所述第一楔形透镜10的薄端与所述第二楔形透镜11厚端相对设置并相距预设的距离，所述第一楔形透镜10的厚端与所述第二楔形透镜11薄端相对设置并相距所述预设的距离。
[0039]以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方法，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，其特征在于，包括:工控机、激光器、光闸、扩束装置、高速旋转装置、振镜、场镜和平台，所述激光器、光闸、扩束装置、高速旋转装置、振镜和场镜皆与所述工控机连接，所述平台用于放置待加工件，所述高速旋转装置包括楔形透镜和聚焦镜。2.根据权利要求1所述的用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，其特征在于，所述振镜为3D振镜。3.根据权利要求1所述的用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，其特征在于，所述激光器为纳秒激光器、皮秒激光器或飞秒激光器。4.根据权利要求1所述的用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，其特征在于，所述楔形透镜包括第一楔形透镜和第二楔形透镜，所述第一楔形透镜的薄端与所述第二楔形透镜厚端相对设置并相距预设的距离，所述第一楔形透镜的厚端与所述第二楔形透镜薄端相对设置并相距所述预设的距离。5.根据权利要求1所述的用于硬脆性材料钻孔的激光加工系统，其特征在于，所述硬脆性材料为玻璃，所述待加工件为玻璃件。
【文档编号】B23K26/064GK205551808SQ201620152178
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】杨焕, 秦国双, 张 杰
【申请人】深圳英诺激光科技有限公司, 常州英诺激光科技有限公司