一种复合加热体的加工工艺制造技术

一种复合加热体的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：首先在热解氮化硼的表面完成热解石墨沉积工艺，得到复合加热体粗胚，然后通过冷激光切割设备切割复合加热体粗胚，得到复合加热体成品。本发明专利技术在热解氮化硼的表面完成热解石墨沉积工艺后，根据复合发热体的功率和电阻值计算切割图形，通过紫外激光加工一次成型，确保了准确快速地完成热解石墨的切割，保证热解石墨加热器的后期使用寿命和加热器的功率稳定性。

Processing technology of a compound heating body

【技术实现步骤摘要】
一种复合加热体的加工工艺
本专利技术涉及复合加热体
，特别涉及一种复合加热体的加工工艺。
技术介绍
新材料市场正处于快速增长时期，很多新材料的制备过程都会用到加热装置，市场对于加热器的需求也越来越多，要求也越来越高，传统的加热方式已经不能满足需求，势必寻求一种可以快速加热、加热均匀且耗能少的加热体。为了满足市场高的需求，经过相关研发人员不断的对比和实验，热解氮化硼-热解石墨复合加热器因其几十秒就可以加热到上千度、加热均匀性控制在个位数以内及低耗能的优异性能脱颖而出。复合加热器的良品率较低是影响复合加热器行业发展的一块绊脚石，目前已有科研人员正在研究解决这一问题，如中国专利CN108892541A公开了一种圆柱形复合加热器的制备方法，该方法包括，圆柱形加热器的基体为热解氮化硼基体，将热解氮化硼基体表面打磨至基体表面粗糙度为Ra：0.5～4.0微米，然后涂覆一层厚度为10-300μm的热解石墨涂层，热解石墨涂层的热膨胀系数与热解氮化硼基体的热膨胀系数差值小于等于1.5×10-6/℃；将涂覆热解石墨涂层后的基体表面加工花纹，将加工完花纹后的基本再次装入CVD反应炉内，涂覆一层厚度为10-300μm热解氮化硼涂层，冷却，即得圆柱形复合加热器。以上方案是从复合加热器的制备方法进行研究，从而提高复合加热器的良品率。而现实生产中，还有一部分不良由得到的复合材料粗胚加工不当造成。为此有必要设计一种制备良率高的复合加热体的制备工艺，以从制备工艺方面提高复合加热体的良品率。
技术实现思路
>为克服上述现有技术中的不足，本专利技术目的在于提供一种复合加热体的加工工艺。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案是：首先在热解氮化硼的表面完成热解石墨沉积工艺，得到复合加热体粗胚，然后通过冷激光切割设备切割复合加热体粗胚，得到复合加热体成品。优选的技术方案为：所述冷激光切割设备为紫外激光切割设备，在切割过程中，所述复合加热体的转角采用半径为R2的圆弧过渡。优选的技术方案为：所述紫外激光切割设备包括紫外激光振镜系统、光学图像计算系统、加工平台和PLC控制器，所述加工平台和一运动系统机械连接，所述PLC控制器和所述激光振镜系统、所述光学图像计算系统以及所述运动系统信号连接；所述光学图像计算系统对所述加工平台上的工件进行扫描计算并将定位信息以及图形规划信息发送至所述PLC控制器，所述PLC控制器根据定位信息通过所述运动系统控制所述加工平台进行定位，所述PLC控制器控制所述紫外激光振镜系统发射紫外激光至工件上，与此同时，所述PLC控制器根据图形规划信息通过所述运动系统控制所述加工平台进行闭环运动，完成切割。优选的技术方案为：所述紫外激光振镜系统包括紫外激光器、扩束装置和聚焦装置，所述紫外激光器和所述PLC控制器连接，所述紫外激光器采用输出脉宽不大于10ns的MOPA紫外激光器，所述扩束装置采用扩束倍数为8-15倍率的扩束镜，所述聚焦装置采用聚焦镜。优选的技术方案为：所述光学图像计算系统包括CCD摄像机和计算装置，所述CCD摄像机和所述PLC控制器连接，所述CCD摄像机用于扫描定位并将定位信息发送至所述PLC控制器，所述计算装置和所述PLC控制器连接，所述计算装置用于根据复合加热体的功率和电阻值计算切割轨迹并将图形信息发送至所述PLC控制器。优选的技术方案为：所述运动系统包括基台、X轴移动平台、Y轴移动平台以及旋转电机，所述X轴移动平台通过第一直线导轨设置于所述基台上，所述Y轴移动平台通过第二直线导轨设置于所述X轴移动平台上，所述第一直线导轨和所述第二直线导轨相互垂直，所述旋转电机设置于所述Y轴移动平台的中心，所述加工平台设置于所述旋转电机上方，所述第一直线导轨、所述第二直线导轨以及所述旋转电机和所述PLC控制器连接。优选的技术方案为：所述第一直线导轨和所述第二直线导轨均设置有高分辨率的光栅尺。由于上述技术方案运用，本专利技术和现有技术相比具有的优点是：1.现有技术中采用机械切割方式对复合加热体进行加工，本专利技术采用紫外激光切割复合加热体有两点优势，其一加工精度高，不存在刀具磨损问题；其二是加工效果好，不会导致基材热解氮化硼（PBN）和热解石墨（PG）之间的结合出现松动因而出现质量隐患，导致寿命下降。2.本专利技术在切割过程中，在加热体的转角采用半径为R2的圆弧过渡，以防止搬运或安装过程中形成崩角，导致微裂缝产生，导致使用寿命下降。附图说明图1为本专利技术的示意图。图2为本专利技术的紫外激光振镜系统和光学图像计算系统结构示意图。图3为本专利技术加工平台和运动系统结构示意图。图4为本专利技术制备的成品示意图。以上附图中，1、紫外激光振镜系统；2、光学图像计算系统；3、工作平台；4、PLC控制器；5、运动系统；6、紫外激光器；7、扩束镜；8、聚焦镜；9、CCD摄像机；10、计算装置；11、基台；12、X轴移动平台；13、Y轴移动平台；14、第一直线导轨；15、第二直线导轨；16、旋转电机；17、热解氮化硼；18、热解石墨。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1-图4。须知，在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例：一种复合加热体的加工工艺，包括以下步骤：（1）在热解氮化硼的表面完成热解石墨沉积工艺，得到复合加热体粗胚；（2）根据复合加热体功率和电阻值计算图形；（3）通过紫外激光切割设备切割复合加热体粗胚；（4）得到复合加热体成品。需要注意的是：在切割过程中，复合加热体的转角采用半径为R2的圆弧过渡，以避免在运输和装配过程中发生崩角，形成微裂缝。如图1所示，紫外激光切割设备，包括紫外激光振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合加热体的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：首先在热解氮化硼的表面完成热解石墨沉积工艺，得到复合加热体粗胚，然后通过冷激光切割设备切割复合加热体粗胚，得到复合加热体成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合加热体的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：首先在热解氮化硼的表面完成热解石墨沉积工艺，得到复合加热体粗胚，然后通过冷激光切割设备切割复合加热体粗胚，得到复合加热体成品。


2.根据权利要求1所述的一种复合加热体的加工工艺，其特征在于：所述冷激光切割设备为紫外激光切割设备，在切割过程中，所述复合加热体的转角采用半径为R2的圆弧过渡。


3.根据权利要求2所述的一种复合加热体的加工工艺，其特征在于：所述紫外激光切割设备包括紫外激光振镜系统、光学图像计算系统、加工平台和PLC控制器，所述加工平台和一运动系统机械连接，所述PLC控制器和所述激光振镜系统、所述光学图像计算系统以及所述运动系统信号连接；所述光学图像计算系统对所述加工平台上的工件进行扫描计算并将定位信息以及图形规划信息发送至所述PLC控制器，所述PLC控制器根据定位信息通过所述运动系统控制所述加工平台进行定位，所述PLC控制器控制所述紫外激光振镜系统发射紫外激光至工件上，与此同时，所述PLC控制器根据图形规划信息通过所述运动系统控制所述加工平台进行闭环运动，完成切割。


4.根据权利要求3所述的一种复合加热体的加工工艺，其特征在于：所述紫外激光振镜系统包括紫外激光器、扩束装置和聚焦装置，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董家海，
申请(专利权)人：常熟通乐电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32