北京理工大学姜澜获国家专利权
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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种飞秒激光加工不规则曲面的三维形貌分析方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116441735B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310249467.9,技术领域涉及:B23K26/362;该发明授权一种飞秒激光加工不规则曲面的三维形貌分析方法及系统是由姜澜;樊佳业;王猛猛;朱彤;张新闯设计研发完成,并于2023-03-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种飞秒激光加工不规则曲面的三维形貌分析方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开的一种飞秒激光加工不规则曲面的三维形貌分析方法及系统,属于非硅微纳制造技术领域。本发明包括飞秒激光协同五轴联动精密平移台系统、CCD成像系统、三维形貌显微成像系统、复杂曲面轮廓分析系统。五轴加工平台的转台旋转中心、特制装夹工件的中心、入射激光光束的中心处于同一条直线上。本发明通过分析待加工样品的组分信息;使用时域整形、空域整形、频域整形协同进行光束控制,将飞秒激光整形后的高质量光斑直接作用于物体表面,显著提高样件的定位精度、加工精度、成品率。本发明不仅能够对实际样件的加工区域进行完整的表面三维形貌分析,而且能够反馈至激光加工前的模型重构和代码优化中,进一步提高飞秒激光加工的精准程度。
本发明授权一种飞秒激光加工不规则曲面的三维形貌分析方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种飞秒激光加工不规则曲面的三维形貌分析方法,其特征在于:包括以下步骤, 步骤一、根据待加工样品的实际尺寸与组分信息,制作与加工样品适配的装夹工件,确保高精密五轴加工平台的正常运行; 步骤二、检测电荷耦合器件与五轴位移台在实际加工过程中的灵敏程度,确认仪器响应和偶然误差带来的影响;所述电荷耦合器件为CCD相机; 步骤三、计算使用材料的飞秒激光烧蚀阈值和调试激光焦点的位置:寻找焦点并标记信号,使成像平面与焦点平面基本重合,并记录实时的光斑大小和功率,用于对后续激光参数的改变进行提取和分析; 步骤四、保证“三心合一”:使五轴加工平台的转台旋转中心、装夹工件的中心、入射激光光束的中心处于同一条直线上,减少加工误差; 步骤五、在五轴平台的数据读取模块导入符合实际加工工况的G代码:需要使用软件生成样品的理论模型,并确定激光焦点的脱焦距离,再对G代码进行补偿;在飞秒激光快速扫描的不同工况下,实现激光焦点实时跟踪复杂三维曲面; 步骤六、三维形貌分析:表面形貌组成,具体元素分布,加工区域的深度、粗糙度,整体的圆度和线轮廓度分析; 步骤七、三维模型重构:根据三维形貌分析所得到的加工区域的具体信息,重新构建不规则曲面样品的理论模型,反复修改G代码; 步骤八、反馈优化加工过程:根据修改后的模型与代码,改变B轴、C轴两个旋转轴和X轴、Y轴、Z轴三个位移平面的位置,加工结束后返回步骤六、步骤七,直至实现对飞秒激光加工不规则曲面的三维形貌分析。
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