基于双振镜组的微孔激光旋切加工系统
Chinese Journal of Lasers（2023）
摘要
为实现孔径和锥度可调的微孔加工,设计研制了一种基于双振镜组联动与Z轴上下移动的五轴四联动激光旋切系统.建立了微孔激光旋切物理模型,首先利用边缘轮廓确定微孔形状,再通过分层回型填充方法确定每个激光作用点的位置;然后基于聚焦光束不被遮挡和振镜偏转整体运动量少的原则,确定四个振镜的偏转角度;通过改变边缘轮廓端点数据,可分别实现方孔尺寸和锥度的灵活可控.采用15 W紫外皮秒激光器、两套相同的振镜和焦距为32 mm的远心透镜,配合三维平移工作台,搭建了激光旋切硬件系统,自主开发了多边形激光旋切控制软件.实验采用分层降焦打孔的方式,在厚度为250 μm的氮化硅材料上实现了 55 μm×55 μm规格的正锥、零锥、负锥方形微孔的加工,并且还实现了不同孔径(30～80 μm)零锥方形微孔和三角形、五边形、六边形等其他形状微孔的加工.
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关键词
laser technique, laser helical drilling, micro-hole processing, double galvanometer groups, layer-by-layer filling, taper adjustment
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