一種超快飛秒激光切割機(jī)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種超快飛秒激光切割機(jī)，包括承載臺，所述承載臺的下端等間距設(shè)有多個支撐桿，所述支撐桿的下端均設(shè)有減震裝置，且兩個相鄰的支撐桿之間均設(shè)有連接桿，所述承載臺的上端設(shè)有承載板，所述承載臺的兩側(cè)均設(shè)有第一電動滑軌，所述第一電動滑軌上安裝有第二滑塊，所述第二滑塊的上端設(shè)有安裝塊，所述安裝塊的上端固定有第一豎板，兩個第一豎板之間設(shè)有安裝板。本發(fā)明專利技術(shù)中，本發(fā)明專利技術(shù)中，用飛秒激光切割具備加工速度快、精度高、參數(shù)設(shè)置簡單等明顯優(yōu)勢，飛秒激光切割產(chǎn)品外觀質(zhì)量不產(chǎn)生微裂紋、破碎或碎片問題；不沾污，無崩邊，邊緣抗破裂性極高；無需沖洗、打磨、拋光，從而降低了制造成本，適宜推廣。

An ultra fast femtosecond laser cutting machine

The invention discloses a femtosecond laser cutting machine, which comprises a bearing, the bearing platform is equidistantly provided with a plurality of support bars, the lower end of the supporting rod is provided with a damping device, and between two adjacent supporting rods are provided with connecting rod, the upper end of the bearing platform is provided with a bearing plate. On both sides of the bearing platform is provided with a first electric slide, the first electric rail is installed on the second slide, the upper end is provided with a second slider mounting block, the upper end of the mounting block is fixed on the mounting plate is arranged between the first vertical plate, two first vertical plate. In the invention, the invention, the cutting speed is fast, high precision, simple parameter setting and other obvious advantages with femtosecond laser, femtosecond laser cutting and the appearance quality of the product does not produce micro cracks, broken or debris; no contamination, no damage to the edge, the edge of high resistance to rupture; without washing, grinding and polishing. In order to reduce the manufacturing cost, suitable for promotion.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種超快飛秒激光切割機(jī)
本專利技術(shù)涉及激光切割領(lǐng)域，尤其涉及一種超快飛秒激光切割機(jī)。
技術(shù)介紹
激光技術(shù)對國民經(jīng)濟(jì)及社會發(fā)展的重要作用：激光技術(shù)是二十世紀(jì)與原子能、半導(dǎo)體及計(jì)算機(jī)齊名的四項(xiàng)重大專利技術(shù)之一。隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，激光應(yīng)用已經(jīng)滲透到科研、產(chǎn)業(yè)的各個方面，激光產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展了五十多年，激光加工作為先進(jìn)制造技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機(jī)械制造等行業(yè)都起到重要作用，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、自動化程度、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。激光加工(包括激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)、激光鉆孔等)皮秒與飛秒激光器及其配件在激光產(chǎn)業(yè)的整個產(chǎn)業(yè)鏈中占有非常重要的地位，屬于技術(shù)和專業(yè)性都很強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)。在工業(yè)應(yīng)用中，除去質(zhì)量因素以外，可重復(fù)生產(chǎn)性和每個零件的成本也是很重要的標(biāo)準(zhǔn)。飛秒激光系統(tǒng)的可靠性當(dāng)然和所使用的激光技術(shù)直接聯(lián)系在一起。每個零部件的成本基本上和飛秒超短激光脈沖的重復(fù)頻率直接聯(lián)系在一起。激光切割技術(shù)現(xiàn)已成為一種成熟的工業(yè)加工技術(shù)。金屬是激光切割的主要對象，其它可以進(jìn)行激光切割的材料還有塑料、藍(lán)寶石和陶瓷、晶體硅片以及玻璃等。目前全球用于切割金屬材料的激光切割設(shè)備約有幾十萬臺，而用于藍(lán)寶石和陶瓷、晶體硅片以等切割的激光設(shè)備包括實(shí)驗(yàn)室設(shè)備在內(nèi)也不過只有幾十臺。目前的玻璃，藍(lán)寶石和陶瓷是普遍應(yīng)用于微加工技術(shù)和精細(xì)加工的材料。然而，它們給傳統(tǒng)的制造工藝帶來了越來越多的挑戰(zhàn)，這種挑戰(zhàn)也給強(qiáng)大的超短脈沖激光器贏得了更多機(jī)會。這些材料優(yōu)質(zhì)的屬性對很多產(chǎn)品來說是不可或缺的：a.晶體晶體硅片主要用于加工太陽能電池板、太陽能電池等，也是晶體硅成為光伏主要材料的原因之一。目前激光切片是利用高能激光束照射在電池片/晶體硅片表面，使被照射區(qū)域局部熔化、氣化，在數(shù)控工作臺的帶動下進(jìn)行激光切割，從而達(dá)到切片目的。由于需要二次掰邊，所以原板的晶體硅片利用率得不到很高的利用率。b.陶瓷堅(jiān)硬，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用來制作電子零部件和電路基板，以及電氣絕緣體。c.藍(lán)寶石極其堅(jiān)硬，適合用于半導(dǎo)體和LED技術(shù)，由于其抗劃傷性和透光性，藍(lán)寶石會用來生產(chǎn)手表和光學(xué)儀器的保護(hù)鏡面；藍(lán)寶石是地球上僅次于鉆石第二堅(jiān)硬的材料，很難使用機(jī)械的方法來加工。使用激光器來切割藍(lán)寶石是當(dāng)今LED制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)加工方法，藍(lán)寶石在這里用作基板襯底。從原理上講藍(lán)寶石和陶瓷、晶體硅片以及玻璃等對紅外激光的吸收遠(yuǎn)比金屬好，但玻璃、晶體硅片、陶瓷和藍(lán)寶石有個共同點(diǎn)就是很難加工。由于它們易碎而且都是非常堅(jiān)硬的材料，他們挑戰(zhàn)著銑、鉆、磨等傳統(tǒng)制造工藝的極限。而且藍(lán)寶石和陶瓷、晶體硅片以及玻璃是熱的不良導(dǎo)體，切割所需要的激光功率比金屬要低得多，所以藍(lán)寶石和陶瓷、晶體硅片以及玻璃等的激光切割技術(shù)應(yīng)該比金屬更早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。但藍(lán)寶石和陶瓷、晶體硅片以及玻璃等的飛秒激光切割設(shè)備市場卻一直沒有發(fā)展起來。激光切割藍(lán)寶石和陶瓷、晶體硅片以及玻璃等由于具有非接觸、柔性化、自動化及可實(shí)現(xiàn)精密切割和曲線切割、切縫窄、速度快等特點(diǎn)，同傳統(tǒng)的切割方法如金剛石砂輪切割法相比，是一種有巨大應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展?jié)摿Φ睦硐胩沾杉庸し椒ā５撬{(lán)寶石和陶瓷、晶體硅片以及玻璃等屬硬、脆材料，熱穩(wěn)定性較差，切割時易形成重鑄層和裂紋，降低了基體原有的優(yōu)良性能。但無論用二氧化碳激光，還是用光纖激光，靠瞬間局部高溫實(shí)現(xiàn)加工，對于有機(jī)或熱敏感材料，加工質(zhì)量差，本性使然。現(xiàn)有的藍(lán)寶石和陶瓷、晶體硅片以及玻璃無裂紋切割方法基本上采用(CO2或Nd:YAG)激光，在單脈沖能量不變的前提下，壓縮脈寬至ns級，脈沖頻率提高至10～20KHz級。其顯著缺點(diǎn)是設(shè)備能力要求高，往往要求多道重復(fù)切割或預(yù)加工，實(shí)用切割效率低，隨著切割速度的增加，熔渣從平面形態(tài)向有方向性的波紋形態(tài)轉(zhuǎn)變；低速到高速切割時單個脈沖的疊加程度的降低，使熔渣從平面狀態(tài)轉(zhuǎn)變成為斷續(xù)狀態(tài)，為此，我們提出了一種超快飛秒激光切割機(jī)來解決上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于
技術(shù)介紹
存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出了一種超快飛秒激光切割機(jī)。本專利技術(shù)提出的一種超快飛秒激光切割機(jī)，包括承載臺，所述承載臺的下端等間距設(shè)有多個支撐桿，所述支撐桿的下端均設(shè)有減震裝置，且兩個相鄰的支撐桿之間均設(shè)有連接桿，所述承載臺的上端設(shè)有承載板，所述承載臺的兩側(cè)均設(shè)有第一電動滑軌，所述第一電動滑軌上安裝有第二滑塊，所述第二滑塊的上端設(shè)有安裝塊，所述安裝塊的上端固定有第一豎板，兩個第一豎板之間設(shè)有安裝板，所述安裝板的一側(cè)設(shè)有第二電動滑軌，所述第二電動滑軌上安裝有第三滑塊，所述第三滑塊的下端設(shè)有連接板，所述連接板的下端固定有第二豎板，所述第二豎板的兩端均設(shè)有橫板，其中一個橫板的下端設(shè)有吸附裝置，另一個橫板的下端鉸接有飛秒激光器，所述飛秒激光器的一側(cè)鉸接有第二氣缸，所述第二氣缸的活塞桿末端鉸接在飛秒激光器的一側(cè)，所述飛秒激光器的另一側(cè)設(shè)有CCD視覺掃描器，所述承載臺的一側(cè)設(shè)有固定臺，所述固定臺上設(shè)有控制臺，所述控制臺內(nèi)設(shè)有GUGAO運(yùn)動控制器，所述固定臺的一側(cè)設(shè)有輔助上料裝置。優(yōu)選地，所述減震裝置包括壓板，所述壓板的上端設(shè)有套管，所述套管內(nèi)設(shè)有減震彈簧，所述減震彈簧的上端固定有壓塊，所述壓塊的上端貫穿套管并固定在支撐桿的下端。優(yōu)選地，所述輔助上料裝置包括固定塊，所述固定塊上設(shè)有限位槽，所述限位槽內(nèi)設(shè)有驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置的輸出軸上端固定有轉(zhuǎn)動柱，所述轉(zhuǎn)動柱的一側(cè)設(shè)有滑槽，所述滑槽內(nèi)安裝有第一滑塊，所述滑槽內(nèi)的底部設(shè)有油缸，所述油缸的活塞桿末端固定在第一滑塊的下端，所述第一滑塊的一側(cè)設(shè)有放置板，所述放置板上設(shè)有第一氣缸，所述第一氣缸的活塞桿末端固定有推塊，且推塊的一側(cè)設(shè)有海綿墊。優(yōu)選地，所述驅(qū)動裝置為電機(jī)。優(yōu)選地，其中一個橫板上設(shè)有自動吸塵裝置。優(yōu)選地，所述飛秒激光器的波長為1030nm，最大輸出功率為16W。本專利技術(shù)中，使用時，開機(jī)自動檢測工作，將需要加工的產(chǎn)品放置于放置板上，驅(qū)動裝置通過輸出軸轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)動柱旋轉(zhuǎn)，油缸將放置板調(diào)節(jié)至合適位置，第一氣缸利用推塊將產(chǎn)品推入承載板上，飛秒激光器出光，光經(jīng)過擴(kuò)束鏡(8-12可調(diào))，再到90度反射，多焦點(diǎn)聚焦頭出光切割，可利用第一電動滑軌和第二電動滑軌進(jìn)行橫向縱向移動，主要采用進(jìn)口16W飛秒激光器，波長1030nm，另加綠光波長515nm的激光模組；定制多焦點(diǎn)聚焦頭，光束直徑小到3μm，切割僅需10μm，切縫窄，更多的出品率，無熱效應(yīng)，對材料質(zhì)量無損傷；性能穩(wěn)定、2萬小時無耗材，對任何脆、薄、硬性材料在1mm以內(nèi)可以進(jìn)行一次性切穿，激光切割僅需一次即可；在切割陶瓷、晶體硅片、玻璃、藍(lán)寶石等崩邊要求可做到：長X寬≤20umx8um；其表面光滑，且精確到1/100mm，多年激光微細(xì)加工系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)積淀；配置自主研發(fā)的多焦點(diǎn)聚焦切割方式，并為國內(nèi)首創(chuàng)；利用可調(diào)制的飛秒激光器通過光學(xué)整形和聚焦，讓激光在焦點(diǎn)部分形成線寬僅為20um-40um的高能量密度的激光束，瞬間功率密度高達(dá)100kw/mm2以上，通過多焦點(diǎn)聚焦鏡對切割或開孔進(jìn)行一次性切透，使材料表面在極短時間內(nèi)材料迅速氣化和剝離，從而形成材料去除達(dá)到切割和鉆孔的目的，采用內(nèi)腔吸附平臺，強(qiáng)力吸附可以切割3毫米以內(nèi)材料準(zhǔn)確定位，保證了切口平整無錐度切割、小崩邊8μm，邊緣光滑，切割直線速度可達(dá)60M/min，異形切割速度本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種超快飛秒激光切割機(jī)，包括承載臺(13)，其特征在于，所述承載臺(13)的下端等間距設(shè)有多個支撐桿(8)，所述支撐桿(8)的下端均設(shè)有減震裝置，且兩個相鄰的支撐桿(8)之間均設(shè)有連接桿(17)，所述承載臺(13)的上端設(shè)有承載板(7)，所述承載臺(13)的兩側(cè)均設(shè)有第一電動滑軌(12)，所述第一電動滑軌(12)上安裝有第二滑塊(11)，所述第二滑塊(11)的上端設(shè)有安裝塊，所述安裝塊的上端固定有第一豎板(10)，兩個第一豎板(10)之間設(shè)有安裝板，所述安裝板的一側(cè)設(shè)有第二電動滑軌，所述第二電動滑軌上安裝有第三滑塊(16)，所述第三滑塊(16)的下端設(shè)有連接板(22)，所述連接板(22)的下端固定有第二豎板(23)，所述第二豎板(23)的兩端均設(shè)有橫板(24)，其中一個橫板(24)的下端設(shè)有吸附裝置(25)，另一個橫板(24)的下端鉸接有飛秒激光器(26)，所述飛秒激光器(26)的一側(cè)鉸接有第二氣缸(27)，所述第二氣缸(27)的活塞桿末端鉸接在飛秒激光器(26)的一側(cè)，所述飛秒激光器(26)的另一側(cè)設(shè)有CCD視覺掃描器，所述承載臺(13)的一側(cè)設(shè)有固定臺(15)，所述固定臺(15)上設(shè)有控制臺(9)，所述控制臺(9)內(nèi)設(shè)有GUGAO運(yùn)動控制器，所述固定臺(15)的一側(cè)設(shè)有輔助上料裝置。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種超快飛秒激光切割機(jī)，包括承載臺(13)，其特征在于，所述承載臺(13)的下端等間距設(shè)有多個支撐桿(8)，所述支撐桿(8)的下端均設(shè)有減震裝置，且兩個相鄰的支撐桿(8)之間均設(shè)有連接桿(17)，所述承載臺(13)的上端設(shè)有承載板(7)，所述承載臺(13)的兩側(cè)均設(shè)有第一電動滑軌(12)，所述第一電動滑軌(12)上安裝有第二滑塊(11)，所述第二滑塊(11)的上端設(shè)有安裝塊，所述安裝塊的上端固定有第一豎板(10)，兩個第一豎板(10)之間設(shè)有安裝板，所述安裝板的一側(cè)設(shè)有第二電動滑軌，所述第二電動滑軌上安裝有第三滑塊(16)，所述第三滑塊(16)的下端設(shè)有連接板(22)，所述連接板(22)的下端固定有第二豎板(23)，所述第二豎板(23)的兩端均設(shè)有橫板(24)，其中一個橫板(24)的下端設(shè)有吸附裝置(25)，另一個橫板(24)的下端鉸接有飛秒激光器(26)，所述飛秒激光器(26)的一側(cè)鉸接有第二氣缸(27)，所述第二氣缸(27)的活塞桿末端鉸接在飛秒激光器(26)的一側(cè)，所述飛秒激光器(26)的另一側(cè)設(shè)有CCD視覺掃描器，所述承載臺(13)的一側(cè)設(shè)有固定臺(15)，所述固定臺(15)上設(shè)有控制臺(9)，所述控制臺(9)內(nèi)設(shè)有GUGAO運(yùn)動控制器，所述固定臺(15)的一側(cè)設(shè)有輔助上料裝...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李志斌，張新晉，陳嶼豪，
申請(專利權(quán))人：武漢鴻鐳激光科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北,42