用于激光制造加工的方法和系统技术方案

公开了用于激光制造加工的方法和系统。本实施例提供在激光制造加工期间保护一表面的方法、系统和装置。在一些实施例中，在激光制造加工期间保护一表面的方法包括：将流体938引导至正进行激光制造加工的物体320的腔318中，其中该流体不具有激光吸收性质；并且将多个激光脉冲324引导至该正进行激光制造加工的物体的壁332，其中该激光脉冲被配置为形成穿透壁326的孔330，以使至少一个激光脉冲在该流体被引导进该腔时穿过该孔并进入该腔，以使该激光脉冲同时入射到该流体和表面612上，以抑制后壁损伤。

Method and system for laser manufacturing

Methods and systems for laser fabrication are disclosed. The present embodiment provides a method, system, and apparatus for protecting a surface during laser manufacturing. In some embodiments, a method includes surface protection during laser manufacturing process: 938 laser guide to the fluid processing object 320 cavity 318, the fluid does not have laser absorption properties; and a plurality of laser pulse 324 is guided to the laser processing object wall 332 among them, the laser pulse is configured to form a through hole 326 of the wall 330, so that at least one laser pulse in the fluid is guided into the cavity through the hole and into the cavity, so that the laser pulse incident to the fluid surface and 612 at the same time, with the wall injury after inhibition.

【技术实现步骤摘要】
用于激光制造加工的方法和系统本申请是国际申请号为PCT/US2012/068499、国际申请日为2012年12月7日、国家申请号为201280069112.1、专利技术名称为“用于激光制造加工的方法和系统”的专利技术专利申请的分案申请。本申请要求2011年12月7日Forsman等人提交的题为“METHODSANDSYSTEMSFORUSEINLASERMACHINING”的美国临时申请号61/568,059的权益，其内容通过引用全部结合至此。
技术介绍
1.
本专利技术一般涉及激光制造加工，且更特别地，涉及保护工件不受不想要的激光照射。2.相关领域讨论在激光制造加工中，令一系列激光脉冲撞击目标工件以钻出穿过该工件的孔。然而，激光能量通常要么穿过该工件，要么被该工件反射后传播到该工件的一区域或其他表面并对该工件造成损伤。例如，该激光能量对该工件上的孔的形成部分相反的工件后壁或穿过表面造成损伤。典型的减轻后壁损伤的方法包括在该工件将要钻孔的表面和后壁表面之间引入流体介质，其中该流体包括激光阻碍或吸收性质，诸如光吸收粒子、颜料粒子、染料、荧光粒子或具有光散射性质的油/水乳剂。
技术实现思路
本专利技术的几个实施例通过提供在激光制造加工期间保护一表面的方法，有利地满足了上述需要以及其他需要。在一些实施例中，在激光制造加工期间保护一表面的方法包括：将流体引导至正进行激光制造加工的物体的腔中，其中该流体不具有激光吸收性质；并且将多个激光脉冲引导至该正进行激光制造加工的物体的壁，其中该激光脉冲被配置为形成穿透该壁的孔，以使至少一个激光脉冲在该流体被引导进该腔中时穿过该孔并进入该腔，以使该激光脉冲同时入射到该流体和一表面上，以抑制后壁损伤。一些实施例提供在激光制造加工期间用于保护多个表面的系统，包括：一保护衬底，被配置为放置在将进行激光制造加工的物体的腔内，这样执行激光制造加工的激光脉冲在穿过该物体通过激光制造加工所形成的孔并进入该腔内时入射到该保护衬底上，其中该激光脉冲被抑制不会从该孔横穿该腔射到该物体的后表面上；相对于该保护衬底放置流体源，其中该流体源被配置为引导流体至该保护衬底上。在其他实施例中，激光制造加工的方法包括：相对于将进行激光制造加工的物体而配置激光源，其中该将进行制造加工的物体在该将进行激光制造加工的物体的一部分处具有一内部腔；控制该激光源以产生一系列激光脉冲；当执行该激光源的控制时，将流体供应至该腔内；并且控制哪些激光脉冲被引导至该物体的一部分处，在此部分处将产生孔，以使少于所有的这些激光脉冲被引导至该物体，其中被引导至该物体的脉冲之间的定时为该物体后壁提供保护不受损伤，否则将由射到该物体的激光脉冲中的一个或多个造成此类损伤。附图简述通过下面对其更详细的描述，结合下面附图的介绍，本专利技术的几个实施例的上述和其他方面、特征和优势将更为明显。图1描绘了一将进行激光制造加工的物体的简化的横剖面图。图2描绘了图1中的物体在激光制造加工期间的简化的横剖面图，此时一激光脉冲穿透该壁并且对一后壁表面造成损伤。图3描绘了根据一些实施例的保护系统的简图。图4描绘了根据一些实施例保护衬底和流体导管协作的简图。图5描绘了根据一些实施例的保护衬底的简化透视图。图6描绘了根据一些实施例的保护衬底的简化局部剖视图。图7描绘了根据一些实施例的保护系统的简化透视图。图8描绘了根据一些实施例的激光制造加工系统的简化方框图。图9描绘了根据一些实施例的激光制造加工系统的简化方框图的表示。图10A描绘了一简化方框图，示出了根据一些实施例的图9的激光系统和脉冲限幅器的示例实现。图10B描绘了一简化定时图，表示根据一些实施例的用于执行激光制造加工的激光脉冲定时。图10C描绘了一简化方框图，示出了根据一些实施例的图9的激光系统和脉冲限幅器的示例实现。图10D描绘了一简化定时图，表示根据一些实施例的用于执行激光制造加工的激光脉冲定时。图11描绘了根据一些实施例的一激光制造加工过程的简化流程图，此时提供了后壁保护。图12描绘了根据一些实施例的一激光制造加工过程的简化流程图，此时保护了进行激光制造加工的物体的后壁表面。图13描绘了根据一些实施例的激光制造加工物体过程的简化流程图。图14描绘了根据一些实施例在对一物体进行激光制造加工期间保护该物体后壁的过程的简化流程图。图15描绘了根据一些实施例的一物体在激光制造加工期间的横剖面简图。图16A描绘了一简化定时图，表示根据一些实施例的用于执行激光制造加工的激光脉冲定时。图16B描绘了一简化定时图，表示根据一些实施例的用于执行激光制造加工的激光脉冲定时。图17示出了一简化定时图，表示根据一些实施例的用于执行激光制造加工的激光脉冲定时。图18描绘了根据一些实施例的激光制造加工系统的简化方框图。图19描绘了根据一些实施例在激光制造加工期间提供后壁保护的过程的简化流程图。图20描绘了根据一些实施例的激光制造加工一物体的过程的简化流程图。图21示出了一没有后壁保护的物体被激光钻孔的示例横剖面图。图22示出了一物体被激光钻孔的示例横剖面图，此时根据一些实施例应用了后壁保护。图23描绘了根据一些实施例的激光制造加工保护系统的横剖面简图。图24示出了根据一些实施例的可选激光制造加工保护系统的横剖面简图。图25示出了一种系统，在根据一些实施例提供激光制造加工的同时保护进行激光制造加工的物体的后壁表面时用于实现方法、技术、控制、设备、装置、系统、计算机等等。图26及27示出了根据一些实施例具有保护衬底的保护系统的图。图28示出了根据一些实施例的用于激光制造加工保护系统的保护系统透视图。图29示出了根据一些实施例图28的保护系统一部分的横剖面简图。图30示出了根据一些实施例图28的保护系统的透视图，涉及安装标杆，用于在一将进行激光制造加工的物体中定位该保护系统的保护衬底。图31示出了根据一些实施例放置在一进行激光制造加工的示范物体内的图28的保护系统的一部分的局部横剖面简图。图32示出了根据一些实施例图31的保护系统在轴A-A的横剖面简图。图33A示出了根据一些实施例一激光保护系统一部分的横剖面简图。图33B示出了根据一些实施例放置在一进行激光制造加工的示范物体内的图33A的激光保护系统的一部分的局部横剖面简图。图34A示出了根据一些实施例一激光保护系统一部分的横剖面简图。图34B示出了根据一些实施例放置在一进行激光制造加工的示范物体内的图34A的激光保护系统的一部分的局部横剖面简图。图35示出了由于没有后壁保护执行激光制造加工一物体被激光损伤的图。图36示出了根据一些实施例一物体在后壁保护下执行激光制造加工后没有后壁损伤的图。在这些附图中，相同的参考字符表示相同的组件。本领域技术人员将领会到在图中的元件被简单而清晰地示出，而不必要按比例画出。例如，在图中的一些元件的尺寸相对于其他元件被夸大以帮助促进对本专利技术各种实施例的理解。另外，在一个商业可行的实施例中有用或必要的，普通但已被充分理解的元件经常未被描绘，以帮助为这些本专利技术的各种实施例提供较少阻碍的视图。详细描述下面的描述不应作为限制性的观念，而仅是为了描述示范实施例的一般概念的目的而作。本专利技术的范围应当根据权利要求确定。在本说明书中提到“一个实施例”、“一实施例”、“一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在激光制造加工期间保护一表面的方法，包括：将要进行激光制造加工的物体的腔内的保护衬底置于所述物体的所述腔的壁与后壁之间，其中，所述保护衬底包括孔的网格，其中，所述孔延伸穿过所述保护衬底的全部厚度；将流体引导至所述保护衬底上，其中，所述流体不具有激光吸收性质；以及在正被激光制造加工的物体的所述壁处引导多个激光脉冲，其中，所述多个激光脉冲被配置成形成穿透所述壁的孔，使得在所述保护衬底浸没于所述流体中的同时所述多个激光脉冲中的至少一个激光脉冲穿过所述孔并进入所述腔，从而使得所述至少一个激光脉冲同时入射到所述流体和所述保护衬底的表面上以便抑制后壁损伤。

【技术特征摘要】
2011.12.07 US 61/568,0591.一种在激光制造加工期间保护一表面的方法，包括：将要进行激光制造加工的物体的腔内的保护衬底置于所述物体的所述腔的壁与后壁之间，其中，所述保护衬底包括孔的网格，其中，所述孔延伸穿过所述保护衬底的全部厚度；将流体引导至所述保护衬底上，其中，所述流体不具有激光吸收性质；以及在正被激光制造加工的物体的所述壁处引导多个激光脉冲，其中，所述多个激光脉冲被配置成形成穿透所述壁的孔，使得在所述保护衬底浸没于所述流体中的同时所述多个激光脉冲中的至少一个激光脉冲穿过所述孔并进入所述腔，从而使得所述至少一个激光脉冲同时入射到所述流体和所述保护衬底的表面上以便抑制后壁损伤。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引导包括使所述流体在所述保护衬底上流动。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流动处于一流速足以使所述保护衬底的至少一部分保持浸没于所述流体中。4.如权利要求1所述的方法，还包括将气体引导至所述腔中以限制所述流体进入所述孔。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述置于包括使所述衬底相对于所述多个激光脉冲以一斜角放置。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述置于包括使所述衬底垂直于所述多个激光脉冲放置。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述置于包括将所述保护衬底置于所述壁与所述后壁之间，其中，所述保护衬底的所述表面具有选自包括下列的形状的组中的形状：圆形、球形、管形、圆锥形、圆锥段。8.如权利要求1所述的方法，还包括在引导所述激光脉冲期间使所述保护衬底相对于所述激光脉冲而移动。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，移动所述保护衬底包括旋转所述保护衬底。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护衬底的置于包括置于所述保护衬底，其中，所述保护衬底是由选自由下列构成的材料组中的一个或多个材料制成：Iconel、铜、镍、钢、碳、陶瓷、银、难熔材料以及碳化钨。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护衬底的置于包括置于所述保护衬底，其中，所述保护衬底至少部分地反射所述激光脉冲。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述保护衬底的置于包括置于所述保护衬底，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·C·福斯曼，B·L·约翰逊，E·H·隆格伦，T·C·伯奇，C·P·莫伊勒，J·A·卡米歇尔，
申请(专利权)人：通用原子公司，
类型：发明
国别省市：美国,US