高速高精度激光加工方法及系统研究

IMECH-IR > 先进制造工艺力学实验室

	高速高精度激光加工方法及系统研究
英文题名	Research on High Speed And High Accuracy Laser Processing Methods And Systems
	王小环
导师	王红才
	2016
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
学位类别	硕士
学位专业	材料工程
摘要	激光雕刻技术，是激光在先进制造技术上的成功运用。与传统雕刻技术相比，激光雕刻技术应用范围广，不受材料的限制，雕刻精度高，雕刻效果一致性好，安全环保。为了提高激光雕刻以及其他类似激光加工技术如激光毛化技术等的加工速度，本文提出了一种多束光合成聚焦的激光加工方法。即用多束激光通过光束偏转装置照射到同一聚焦镜聚焦，从而可以一次完成一个微坑组的加工，加工的速度随光束的数目线性增加。光束偏转由安装在电机上的反射镜实现，因而光束的位置随反射镜的偏转而变动，通过调节反射镜的偏转角可以实现微坑间距的调节。本文还提出了一种三维激光雕刻方法，该方法将激光分层雕刻方法与层内变深度雕刻方法结合起来，利用三维建模软件得到待雕刻三维轮廓表面模型或者通过扫描得到三维轮廓点的数据云集，然后将模型切片分层之后再把每一层都转换为灰度图，每个灰度图像素点对应一个激光输出点，灰度值的大小与激光能量输出相对应。与单一的分层雕刻相比，该方法可以实现在相同的加工速度下提高加工精度以及在相同的加工精度要求下提高加工速度的目标。还能通过合适的参数设置同时提高雕刻速度与雕刻精度。针对上述提出的激光加工方法设计了一套实验系统，该实验系统可以同时实现上述加工方法，利用该实验系统进行了大量的实验，验证了上述加工方法的可行性及其所具备的优势。本文针对实际应用，提出了多束光合成聚焦激光加工方法，提高了激光加工速度，提出了实际可行三维激光雕刻方法，实现了高速高精度的三维激光雕刻并通过研发实验系统并进行大量实验验证了本文所提加工方法切实可靠，具有实际应用前景。
索取号	31335
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/59438
专题	先进制造工艺力学实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	王小环. 高速高精度激光加工方法及系统研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.

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201661105005.pdf（6080KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文