一种激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法

1.本发明涉及激光加工技术领域，具体涉及一种激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法。


背景技术：

2.材料表面的微纳结构可使材料在发挥固有性能的同时，具有常规表面不具备的特性，如疏水性、减摩性、抗菌性等，已广泛应用于功能零部件的制造。微纳结构对材料表面性能的影响很大，可通过化学刻蚀、气相沉积、激光加工等方法制备。陶瓷因其良好的力学及物化性能，是微纳结构加工的重要研究领域。作为典型的硬脆材料，具有非接触、无工具磨损、高效率且易在线控制工艺参数的激光加工方法优势明显，对于具有高重复性的阵列微纳结构加工，更是其它方法难以比拟的。专利cn201210491845.6公开了一种基于激光加热的塑料件微结构成形方法和装置，通过激光的热效应作用精确控制工艺参数以使材料基体表面快速熔化，再经挤压成型装置获得微结构的成型加工。但是由于透光模压板固定在上基座上，不具有可拆装性能，这样在实际的使用过程中，在发生损坏时，需要将上基座和透光模压板同时丢弃，不利于节能降耗的作用，同时，同一设备也无法实现多规格材料表面的加工。为了解决上述问题，本发明中提出了一种激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法。


技术实现要素：

3.(1)要解决的技术问题
4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法，以解决上述技术问题。
5.(2)技术方案
6.为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
7.一种激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置，包括支撑壳体，所述支撑壳体内固定设置有激光器，且激光器的下侧设有光路系统，所述光路系统的下端抵触设置有透光模压板，所述透光模压板设置在安装孔内，且安装孔开设在上基座上，所述上基座固定连接在支撑壳体内，且上基座上设置有固定机构，用于将透光模压板可拆装设置在安装孔内。
8.进一步地，所述固定机构包括一号螺钉和一号螺纹孔，所述一号螺钉螺纹插接在一号螺纹孔内，且一号螺纹孔开设在上基座上，所述一号螺钉的侧壁上固定连接有旋转板，且旋转板活动设置在上基座上开设的二号支撑槽内；所述一号螺钉上开设有二号螺纹孔，且二号螺纹孔内螺纹插接有二号螺钉，所述一号螺钉、二号螺钉和旋转板内设置有固定件。
9.进一步地，所述固定件包括第一支撑环，所述第一支撑环的内环壁上开设有三号螺纹孔，且第一支撑环通过三号螺纹孔螺纹套设在二号螺钉外，所述第一支撑环活动设置在一号螺钉上开设的一号支撑槽内，且第一支撑环的上端面上固定连接有导向组件的一端，所述导向组件的另一端固定连接在一号支撑槽的顶壁上，所述第一支撑环的侧壁固定
连接有承托板，且承托板活动设置在旋转板上开设的三号支撑槽内，所述承托板的上端面上固定连接有抵触柱，且抵触柱活动插接在旋转板上。
10.进一步地，所述导向组件包括导向杆、导向筒和导向弹簧，所述导向杆活动插接在导向筒内，所述导向弹簧缠绕连接在导向杆外，且导向弹簧的两端分别固定连接在导向杆的侧壁上和导向筒的外侧壁上。
11.进一步地，所述安装孔呈喇叭状结构，且安装孔的侧壁开设有定位槽，所述定位槽内滑动设置有定位块，且定位块固定连接在透光模压板的侧壁上。
12.进一步地，所述二号支撑槽内设置有导热机构，所述导热机构包括一号导热板和导热杆，所述一号导热板的侧壁固定连接有导热杆，且导热杆活动插接在旋转板上，所述导热杆外缠绕连接有一号弹簧，且一号弹簧的两端分别固定连接在导热杆的侧壁上和三号支撑槽的侧壁上，所述导热杆位于三号支撑槽内的一端固定连接有温控装置，且导热杆的下端面上铰接有一号推拉杆的一端，所述一号推拉杆的另一端铰接在承托板的上端面上。
13.进一步地，所述二号支撑槽内设置有绝缘机构。
14.进一步地，所述绝缘机构包括绝缘套，所述绝缘套固定套设在导热杆外，且绝缘套固定插接在密封绝缘箱上，所述密封绝缘箱固定套设在一号导热板外，且密封绝缘箱远离一号导热板的一侧固定插接有二号导热板，所述二号导热板和一号导热板之间设置有隔断板，且隔断板活动插接在密封绝缘箱的顶板上，所述隔断板的下端抵触设置有弧形导热板，且弧形导热板铰接在密封绝缘箱的内底壁上，所述弧形导热板的侧壁上固定连接有二号弹簧的一端，且二号弹簧的另一端固定连接在密封绝缘箱的内底壁上，所述隔断板的侧壁上设置有连接组件，且连接组件上铰接有二号推拉杆的一端，所述二号推拉杆的另一端铰接在第二支撑环的外侧壁上，且第二支撑环活动套设在绝缘套外，所述绝缘套外缠绕连接有三号弹簧，且三号弹簧的两端分别固定连接在第二支撑环的侧壁上和绝缘套的侧壁上。
15.进一步地，所述连接组件包括横向杆和竖向杆，所述横向杆固定连接在隔断板的侧壁上，且横向杆的自由端固定连接有竖向杆，所述竖向杆固定连接在滑动块的上端面上，且滑动块滑动设置在密封绝缘箱上开设的滑动槽内，所述滑动块与所述二号推拉杆相连接。
16.进一步地，一种阵列微纳结构的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
17.步骤一：对准定位块和定位槽，将透光模压板安装在安装孔内；
18.步骤二：拧动一号螺钉，一号螺钉会带着旋转板发生旋转，使得旋转板运动到定位块的正下方；
19.步骤三：拧动二号螺钉，二号螺钉的运动，会使得承托板向上运动，承托板的向上运动，会使得抵触柱运动到旋转板外，并完成对定位块的抵触，将透光模压板固定在安装孔内；
20.步骤四：一号导热板向旋转板外运动时，弧形导热板被二号弹簧拉着做逆时针旋转，使得一号导热板和二号导热板连通，完成热量的传导；
21.步骤五：承托板的向上运动，会带着一号导热板向旋转板外运动，接触透光模压板，完成温度的传导，并通过温控装置感知温度，实现对透光模压板温度的控制。
22.(3)有益效果：
23.本发明中通过对现有的激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置结构进行改
进，改进后的激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置在使用时，透光模压板相对上基座可拆装设置，这样在实际的工作过程中，在上基座和透光模压板单一发生损坏时，只需要更换损坏件即可，从而达到节能环保的作用；可拆装设置可以更换不同尺寸的透光模压板，从而使得该设备适用于适用于多规格材料表面阵列微纳结构的加工，这样可以大大降低生产投入。
24.本发明中将透光模压板安装在安装孔内以后，调节固定机构，固定机构的调节可以将透光模压板锁定在安装孔内，并且固定机构的结构设计简单合理，在操作时，可以达到简单易操作的效果。
25.本发明在透光模压板和安装孔上增设了定位块和定位槽的组合结构，该组合结构的设置，既可以开设的将透光模压板定位在安装孔内，从而可以降低调整的时间，同时，又可以通过组合结构将透光模压板和安装孔内。
26.本发明中设置了导热机构，用于实时感应透光模压板上的温度，从而实现智能控温的效果，具体地，在温控装置感知到透光模压板上的温度过高时，会控制激光器停止工作，通过导热机构的设置，既能够对材料表面进行阵列微纳结构加工的前提下，又能够通过智能控温，达到节能降耗的效果。
27.本发明中在导热机构外设置了绝缘机构，绝缘机构的设置，用于实现对导热机构起到隔热的效果，具体地，在透光模压板上未工作没有产生热量时，绝缘机构完成对导热机构的密封，隔绝热量传导到导热机构上，避免温控装置工作，从而确保设备工作的精准度。
附图说明
28.图1为本发明激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法的实施例结构示意图；
29.图2为本发明激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法图1中a结构放大示意图；
30.图3为本发明激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法图1中上基座和透光模压板组装结构界面示意图；
31.图4为本发明激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法图3中b结构放大示意图；
32.图5为本发明激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法中导热机构结构示意图；
33.图6为本发明激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置及方法图5中导热机构外设绝缘机构结构示意图。
34.附图标记如下：
35.支撑壳体1、激光器2、光路系统3、透光模压板4、上基座5、安装孔7、固定机构8、一号螺钉81、一号螺纹孔82、二号螺钉83、二号螺纹孔84、第一支撑环85、三号螺纹孔86、一号支撑槽87、旋转板88、二号支撑槽89、三号支撑槽810、承托板811、抵触柱812、导向组件813、定位块9、定位槽10、导热机构11、一号导热板111、导热杆112、一号弹簧113、一号推拉杆114、温控装置115、绝缘机构12、绝缘套121、密封绝缘箱122、二号导热板123、弧形导热板124、二号弹簧125、隔断板126、连接组件127、二号推拉杆128、第二支撑环129、三号弹簧
1210。
具体实施方式
36.下面结合附图1-6和实施例对本发明进一步说明：
37.一种激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置，包括支撑壳体1，支撑壳体1内固定设置有激光器2，且激光器2的下侧设有光路系统3，光路系统3的下端抵触设置有透光模压板4，透光模压板4设置在安装孔7内，且安装孔7开设在上基座5上，上基座5固定连接在支撑壳体1内，且上基座5上设置有固定机构8，用于将透光模压板4可拆装设置在安装孔7内，本发明中通过对现有的激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置结构进行改进，改进后的激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置在使用时，透光模压板4相对上基座5可拆装设置，这样在实际的工作过程中，在上基座5和透光模压板4单一发生损坏时，只需要更换损坏件即可，从而达到节能环保的作用；可拆装设置可以更换不同尺寸的透光模压板4，从而使得该设备适用于适用于多规格材料表面阵列微纳结构的加工，这样可以大大降低生产投入。
38.本实施例中，固定机构8包括一号螺钉81和一号螺纹孔82，一号螺钉81螺纹插接在一号螺纹孔82内，且一号螺纹孔82开设在上基座5上，一号螺钉81的侧壁上固定连接有旋转板88，且旋转板88活动设置在上基座5上开设的二号支撑槽89内；一号螺钉81上开设有二号螺纹孔84，且二号螺纹孔84内螺纹插接有二号螺钉83，一号螺钉81、二号螺钉83和旋转板88内设置有固定件，固定件包括第一支撑环85，第一支撑环85的内环壁上开设有三号螺纹孔86，且第一支撑环85通过三号螺纹孔86螺纹套设在二号螺钉83外，第一支撑环85活动设置在一号螺钉81上开设的一号支撑槽87内，且第一支撑环85的上端面上固定连接有导向组件813的一端，导向组件813的另一端固定连接在一号支撑槽87的顶壁上，第一支撑环85的侧壁固定连接有承托板811，且承托板811活动设置在旋转板88上开设的三号支撑槽810内，承托板811的上端面上固定连接有抵触柱812，且抵触柱812活动插接在旋转板88上，本发明中将透光模压板4安装在安装孔7内以后，调节固定机构8，固定机构8的调节可以将透光模压板4锁定在安装孔7内，并且固定机构8的结构设计简单合理，在操作时，可以达到简单易操作的效果。
39.本实施例中，导向组件813包括导向杆、导向筒和导向弹簧，导向杆活动插接在导向筒内，导向弹簧缠绕连接在导向杆外，且导向弹簧的两端分别固定连接在导向杆的侧壁上和导向筒的外侧壁上。
40.本实施例中，安装孔7呈喇叭状结构，且安装孔7的侧壁开设有定位槽10，定位槽10内滑动设置有定位块9，且定位块9固定连接在透光模压板4的侧壁上，本发明在透光模压板4和安装孔7上增设了定位块9和定位槽10的组合结构，该组合结构的设置，既可以开设的将透光模压板4定位在安装孔7内，从而可以降低调整的时间，同时，又可以通过组合结构将透光模压板4和安装孔7内。
41.本实施例中，二号支撑槽89内设置有导热机构11，导热机构11包括一号导热板111和导热杆112，一号导热板111的侧壁固定连接有导热杆112，且导热杆112活动插接在旋转板88上，导热杆112外缠绕连接有一号弹簧113，且一号弹簧113的两端分别固定连接在导热杆112的侧壁上和三号支撑槽810的侧壁上，导热杆112位于三号支撑槽810内的一端固定连
接有温控装置115，且导热杆112的下端面上铰接有一号推拉杆114的一端，一号推拉杆114的另一端铰接在承托板811的上端面上，本发明中设置了导热机构11，用于实时感应透光模压板4上的温度，从而实现智能控温的效果，具体地，在温控装置115感知到透光模压板4上的温度过高时，会控制激光器2停止工作，通过导热机构11的设置，既能够对材料表面进行阵列微纳结构加工的前提下，又能够通过智能控温，达到节能降耗的效果。
42.本实施例中，二号支撑槽89内设置有绝缘机构12，绝缘机构12包括绝缘套121，绝缘套121固定套设在导热杆112外，且绝缘套121固定插接在密封绝缘箱122上，密封绝缘箱122固定套设在一号导热板111外，且密封绝缘箱122远离一号导热板111的一侧固定插接有二号导热板123，二号导热板123和一号导热板111之间设置有隔断板126，且隔断板126活动插接在密封绝缘箱122的顶板上，隔断板126的下端抵触设置有弧形导热板124，且弧形导热板124铰接在密封绝缘箱122的内底壁上，弧形导热板124的侧壁上固定连接有二号弹簧125的一端，且二号弹簧125的另一端固定连接在密封绝缘箱122的内底壁上，隔断板126的侧壁上设置有连接组件127，且连接组件127上铰接有二号推拉杆128的一端，二号推拉杆128的另一端铰接在第二支撑环129的外侧壁上，且第二支撑环129活动套设在绝缘套121外，绝缘套121外缠绕连接有三号弹簧1210，且三号弹簧1210的两端分别固定连接在第二支撑环129的侧壁上和绝缘套121的侧壁上，本发明中在导热机构11外设置了绝缘机构12，绝缘机构12的设置，用于实现对导热机构11起到隔热的效果，具体地，在透光模压板4上未工作没有产生热量时，绝缘机构12完成对导热机构11的密封，隔绝热量传导到导热机构11上，避免温控装置115工作，从而确保设备工作的精准度。
43.本实施例中，连接组件127包括横向杆和竖向杆，横向杆固定连接在隔断板126的侧壁上，且横向杆的自由端固定连接有竖向杆，竖向杆固定连接在滑动块的上端面上，且滑动块滑动设置在密封绝缘箱122上开设的滑动槽内，滑动块与二号推拉杆128相连接。
44.本技术还提供了一种阵列微纳结构的加工方法，包括如下步骤：
45.步骤一：对准定位块9和定位槽10，将透光模压板4安装在安装孔7内；
46.步骤二：拧动一号螺钉81，一号螺钉81会带着旋转板88发生旋转，使得旋转板88运动到定位块9的正下方；
47.步骤三：拧动二号螺钉83，二号螺钉83的运动，会使得承托板811向上运动，承托板811的向上运动，会使得抵触柱812运动到旋转板88外，并完成对定位块9的抵触，将透光模压板4固定在安装孔7内；
48.步骤四：一号导热板111向旋转板88外运动时，弧形导热板124被二号弹簧125拉着做逆时针旋转，使得一号导热板111和二号导热板123连通，完成热量的传导；
49.步骤五：承托板811的向上运动，会带着一号导热板111向旋转板88外运动，接触透光模压板4，完成温度的传导，并通过温控装置115感知温度，实现对透光模压板4温度的控制。
50.本发明有益效果：
51.本发明中通过对现有的激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置结构进行改进，改进后的激光组合脉冲序列的阵列微纳结构加工装置在使用时，透光模压板4相对上基座5可拆装设置，这样在实际的工作过程中，在上基座5和透光模压板4单一发生损坏时，只需要更换损坏件即可，从而达到节能环保的作用；可拆装设置可以更换不同尺寸的透光模
压板4，从而使得该设备适用于适用于多规格材料表面阵列微纳结构的加工，这样可以大大降低生产投入。
52.本发明中将透光模压板4安装在安装孔7内以后，调节固定机构8，固定机构8的调节可以将透光模压板4锁定在安装孔7内，并且固定机构8的结构设计简单合理，在操作时，可以达到简单易操作的效果。
53.本发明在透光模压板4和安装孔7上增设了定位块9和定位槽10的组合结构，该组合结构的设置，既可以开设的将透光模压板4定位在安装孔7内，从而可以降低调整的时间，同时，又可以通过组合结构将透光模压板4和安装孔7内。
54.本发明中设置了导热机构11，用于实时感应透光模压板4上的温度，从而实现智能控温的效果，具体地，在温控装置115感知到透光模压板4上的温度过高时，会控制激光器2停止工作，通过导热机构11的设置，既能够对材料表面进行阵列微纳结构加工的前提下，又能够通过智能控温，达到节能降耗的效果。
55.本发明中在导热机构11外设置了绝缘机构12，绝缘机构12的设置，用于实现对导热机构11起到隔热的效果，具体地，在透光模压板4上未工作没有产生热量时，绝缘机构12完成对导热机构11的密封，隔绝热量传导到导热机构11上，避免温控装置115工作，从而确保设备工作的精准度。
56.本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。