专利名称：一种大功率激光器超高速加工平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大功率激光器超高速加工平台，涉及激光加工(熔凝)过程中超高速度的施加过程，属于激光加工装置领域。
背景技术：
激光加工是20世纪60年代初期兴起的一项新技术，与传统加工技术相比具有很多优点一是非接触加工，无机械力的影响；二是由于其高能量密度，可以加工高硬度、高熔点、极脆的难加工材料；三是加工精度高，热变形很小，加工质量高；四是与现代数控机床相结合，使激光加工具有加工精度高、可控性好、程序简单等特点。到目前为止，激光加工已经广泛应用于材料加工中，如激光表面熔凝固、表面熔覆、切割、打孔，表面强化等。一个明显的例子是美国福特汽车公司进行的车身钢板的激光焊接，另一个是通用汽车公司进行的动力转向变速箱内表面的激光淬火。随着大功率激光在材料加工过程中应用的进一步发展，其在材料科学研究中的特点亦更加突出。由于激光斑点小，能量密度集中，因此在被加工工件表面扫描过后，会在几百微米或几十微米的尺度下形成熔池，被熔化部分在未熔化的基体上外延生长，实现快速凝固。在这种生长控制的晶体生长过程中，由于从熔池底部至表面晶体生长速度会从零逐渐增大，因此可以观察晶体形貌随生长速度增大时的演变过程，对于某些易非晶化的材料而言，甚至可以得到非晶相。晶体生长速度越大，要求激光扫描的速度越快，因此对激光加工平台的速度提出了更高的要求。激光加工的过程通常是将被加工样品固定的加工平台上，该平台与数控机床相结合，实现速度的变化与可控。常规激光加工的二维移动平台，平动平台或激光光源移动的速度相对较小，使大功率激光加工快速晶体生长技术不能很好发挥效果。而快速的加工平台， 如达到几百毫米到米级每秒的速度的平台，造价是比较昂贵的。
发明内容要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种大功率激光器超高速加工平台， 制作方法简单，成本低廉，占用空间小，速度可双重微调，实现高速扫描等目的。技术方案一种大功率激光器超高速加工平台，其特征在于包括转臂4和加工平台6 ；转臂4 的一端设有与电机转子连接的轴孔2，转臂4的中心设有一条导轨通孔3，加工平台6通过两个固定螺钉5固定在导轨通孔3任一位置。加工平台6的底面与转臂4的平面设有间隙10 12mm。所述的加工平台6和两个固定螺钉5采用高于600°C的高温合金材料。所述的转臂4采用金属材料。所述的转臂4采用软铝材料。[0013]有益效果本发明提出的一种大功率激光器超高速加工平台，根据实验室可用空间有限的因素，同时实验要求速度高的问题在现有实验室条件下会造成实现造价昂贵或难于实现的难题，设计了将加工平台安装在一个长轴状的转臂，并以电机带动转臂，转臂带动加工平台进行转动，而实现以加工平台的运动而提高激光器的扫描速度；另外，电机的速度可调与加工平台在转臂中导轨通孔的位置可调，实现了激光器的扫描速度的调整范围，以及易于实现的特点。所以，本发明提供的大功率激光器超高速加工平台，考虑了速度高、实验室可用空间有限的因素，做成长轴状并且速度可调。本装置不仅适用于常见合金，还可用于其它非金属材料的激光超高速加工。同时本装置制作方法简单，成本低廉，占用空间小，速度可双重微调，实现高速扫描等目的。
图1 大功率激光器超高速加工平台俯视图图2:图1中A-A剖视图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述本发明提出了一套适用于大功率激光加工的运动平台，在移动平台速度小，不能够达到实验要求的速度时，该实验仪器可配套使用。本实施例中包括转臂4和加工平台6 ；加工平台6和两个固定螺钉5采用高于 600°C的高温合金材料，转臂4采用软铝材料。转臂4为长轴状，宽为30mm，高为20mm，两端为半圆弧设计；转臂4的中心的导轨通孔3的长度为131. 5mm，宽度为7mm，两端为半径3. 5的半圆弧设计；转臂4的一端与电机转子连接的轴孔2为与电机轴相吻合，并采用紧固螺钉1将转臂4与电机轴紧固连接；加工平台6通过两个固定螺钉5固定在导轨通孔3任一位置，加工平台6的底面与转臂4的平面设有间隙10 12mm。在本发明的设计和制作过程，考虑到速度高，实验室可用空间有限的因素。转臂4 做成长轴状并且速度为0-880mm/s可调，不仅适用于常见合金，还可用于其它非金属材料的激光超高速加工。长轴上导轨半径为^.5-160mm可调，如图1所示。可调整轴的转动速度，也可调节加工有效半径来完成扫描速度大小的双重控制。加工平台在转轴的可调导轨上，导轨为传热性较好的硬铝材料；加工平台材料可选用承受温度较高的高温合金材料用于支撑样品并且保证激光不会扫描到样品以外的地方，加工平台用螺丝固定在导轨上，高出导轨有IOmm左右，并紧固螺丝用于固定转轴和发动机转子，以防松动或脱落。发动机可自行配备并置于原有加工平台基座上，保证平稳且无振动，加工平台在转轴的导轨上任意移动并可以得到此处加工样品的线速度，即激光扫描速度。本实施例在激光加工(熔凝)金属或合金等材料的过程中，使载物平台速度可以达到500mm以上，发动机转子速度0-60r/min可调，样品线速度为0-880mm/s可调。在双重速度的调节下，可有效提高大功率激光加工载物平台的速度，即激光扫描速度，从而达到高速熔凝的效果； 保证激光扫描效果激光熔凝或焊接过程中，为防止二次或多次激光扫描造成组织破坏，可以设定载物平台的转速和激光出光时间，使刚好在完成一次扫描后激光加工过程结束。
权利要求1.一种大功率激光器超高速加工平台，其特征在于包括转臂(4)和加工平台(6)；转臂 (4)的一端设有与电机转子连接的轴孔O)，转臂(4)的中心设有一条导轨通孔(3)，加工平台(6)通过两个固定螺钉(5)固定在导轨通孔( 任一位置。
2.根据权利要求1所述的大功率激光器超高速加工平台，其特征在于加工平台(6) 的底面与转臂的平面设有间隙10 12mm。
3.根据权利要求1或2所述的大功率激光器超高速加工平台，其特征在于所述的加工平台(6)和两个固定螺钉(5)采用高于600°C的高温合金材料。
4.根据权利要求1或2所述的大功率激光器超高速加工平台，其特征在于所述的转臂(4)采用金属材料。
5.根据权利要求4所述的大功率激光器超高速加工平台，其特征在于所述的转臂(4) 采用软铝材料。
专利摘要本实用新型涉及一种大功率激光器超高速加工平台，其特征在于转臂(4)的一端设有与电机转子连接的轴孔(2)，转臂(4)的中心设有一条导轨通孔(3)，加工平台(6)通过两个固定螺钉(5)固定在导轨通孔(3)任一位置。本实用新型提供的大功率激光器超高速加工平台，考虑了速度高、实验室可用空间有限的因素，做成长轴状并且速度可调。本装置不仅适用于常见合金，还可用于其它非金属材料的激光超高速加工。
文档编号B23K26/08GK201970017SQ201020632050
公开日2011年9月14日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者周龙, 唐林峰, 姚文静, 王楠 申请人:西北工业大学