Инструмент с пропусканием лазерного излучения - RU2020101119A
Код документа: RU2020101119A
Формула
1. Оптомеханический инструмент для обработки детали резанием, содержащий:
тело из материала, имеющее поверхность входа, переднюю поверхность, заднюю поверхность, связанную с передней поверхностью с образованием режущей кромки, переднюю боковую поверхность, простирающуюся между поверхностью входа и передней поверхностью, и заднюю боковую поверхность, простирающуюся между поверхностью входа и задней поверхностью,
причем поверхность входа выполнена с возможностью принимать и преломлять пучок излучения на переднюю поверхность, заднюю поверхность и режущую кромку, заставляя пучок излучения преломляться и нагревать обрабатываемую деталь в области сжатия, простирающейся вблизи по меньшей мере передней поверхности, и в области растяжения, простирающейся вблизи задней поверхности.
2. Оптомеханический инструмент по п. 1, причем передняя поверхность простирается от передней боковой поверхности для образования переднего угла, а задняя поверхность простирается от задней боковой поверхности для образования заднего угла относительно переднего угла.
3. Оптомеханический инструмент по п. 1, причем образующий тело материал содержит по меньшей мере один из алмаза, сапфира, кубического нитрида бора (CBN), кремния или стеклянных композитов.
4. Оптомеханический инструмент по п. 1, дополнительно содержащий антиотражающее покрытие, расположенное поверх поверхности входа.
5. Система для обработки детали резанием, содержащая:
оптомеханический инструмент, содержащий тело из материала, имеющее множество поверхностей, включая поверхность входа, переднюю поверхность, заднюю поверхность, соединенную с передней поверхностью с образованием режущей кромки, переднюю боковую поверхность, простирающуюся между поверхностью входа и передней поверхностью, и заднюю боковую поверхность, простирающуюся между поверхностью входа и задней поверхностью, причем упомянутое множество поверхностей образуют конец входа пучка излучения оптомеханического инструмента и конец выхода пучка излучения оптомеханического инструмента, причем конец выхода пучка излучения образован передней поверхностью, задней поверхностью и режущей кромкой; и
генератор излучения, оптически связанный с концом входа пучка излучения оптомеханического инструмента для оптического прохождения пучка излучения, генерируемого генератором излучения, к концу выхода пучка излучения через тело из материала, а также выхода из:
режущей кромки; и
одной или обеих из передней поверхности и задней поверхности.
6. Система по п. 5, дополнительно содержащая:
оптику, содержащую по меньшей мере коллиматорную линзу и набор фокусирующих линз, причем коллиматорная линза оптически связана с генератором излучения для коллимирования пучка излучения до того, как он будет принят концом входа пучка излучения оптомеханического инструмента, причем набор фокусирующих линз оптически связан с коллиматорной линзой для фокусировки пучка излучения до того, как он будет принят концом входа пучка излучения оптомеханического инструмента; и
оптический интерфейс, включающий связанную с набором фокусирующих линз ручку фокусировки, которая регулирует фокальную плоскость и диаметр пучка излучения для избирательного смещения лучей пучка излучения к передней поверхности или к задней поверхности, причем оптический интерфейс включает одну или более стадий позиционирования пучка, связанных с набором фокусирующих линз, который изменяет угол пучка излучения, когда пучок излучения выходит из коллиматорной линзы.
7. Система по п. 5, дополнительно содержащая расщепитель пучка, выполненный с возможностью расщеплять пучок излучения для подачи пучка излучения к множественным положениям конца входа пучка излучения оптомеханического инструмента.
8. Система по п. 5, дополнительно содержащая:
активируемую теплом или лазером смазочно-охлаждающую текучую среду, суспензию или травильный реактив, содержащиеся в источнике или резервуаре, которые подаются из сопла к концу выхода пучка излучения оптомеханического инструмента; и
исполнительный механизм, включающий один или более из насоса и клапана, который проточно соединен с источником или резервуаром для осуществления управления количеством активируемой теплом или лазером смазочно-охлаждающей текучей среды, суспензии или травильного реактива, которые подлежат расположению на конце выхода пучка излучения оптомеханического инструмента.
9. Система по п. 5, дополнительно содержащая:
камеру визуализации пучка; и
компьютерную рабочую станцию, связанную с камерой визуализации пучка, причем камера визуализации пучка визуализирует калибровочный пучок излучения, распространяющийся через оптомеханический инструмент, и передает изображение калибровочного пучка излучения на компьютерную рабочую станцию, причем компьютерная рабочая станции принимает и отображает это изображение.
10. Система по п. 9, дополнительно содержащая измеритель энергии или мощности, соединенный с компьютерной рабочей станцией для измерения выходной мощности пучка излучения, проходящего через режущую кромку оптомеханического инструмента.
11. Система по п. 9, дополнительно содержащая профилировщик пучка, связанный с компьютерной рабочей станцией, причем профилировщик пучка обнаруживает угол ориентации или геометрию оптомеханического инструмента для выставления калибровочного пучка излучения, проходящего через оптомеханический инструмент.
12. Способ обработки детали резанием, содержащий:
прием пучка излучения на конце входа пучка излучения оптомеханического инструмента, причем оптомеханический инструмент расположен рядом с обрабатываемой деталью, образующей область сжатия и область растяжения,
пропускание пучка излучения через тело из материала оптомеханического инструмента, которое простирается между концом входа пучка излучения оптомеханического инструмента и концом выхода пучка излучения оптомеханического инструмента, заставляя пучок излучения преломляться в обрабатываемую деталь;
избирательное направление пучка излучения из режущей кромки оптомеханического инструмента и одной или обеих из передней поверхности оптомеханического инструмента и задней поверхности оптомеханического инструмента, причем режущая кромка, передняя поверхность и задняя поверхность образуют конец выхода пучка излучения оптомеханического инструмента;
прикладывание растягивающего усилия от оптомеханического инструмента к области растяжения обрабатываемой детали на основании избирательного направления пучка излучения; и
прикладывание сжимающего усилия к области сжатия обрабатываемой детали на основании избирательного направления пучка излучения, причем прикладываемое к области сжатия обрабатываемой детали сжимающее усилие больше или меньше, чем растягивающее усилие, прикладываемое к области растяжения обрабатываемой детали.
13. Способ по п. 12, причем:
обрабатываемая деталь содержит кремниевый материал; и
избирательное направление пучка излучения из задней поверхности способствует отжигу области растяжения.
14. Способ по п. 13, причем избирательное направление пучка излучения из передней поверхности уменьшает твердость области сжатия.
15. Способ по п. 12, дополнительно содержащий при обработке детали направление активируемой теплом или лазером смазочно-охлаждающей текучей среды, суспензии или травильного реактива к концу выхода пучка излучения.
16. Способ по п. 12, причем:
обрабатываемая деталь содержит металлический материал или металлический композит; и
избирательное направление пучка излучения из задней поверхности способствует пластической деформации, термическому размягчению и/или удалению материала в области растяжения.
17. Способ по п. 12, причем образующий тело материал содержит один из алмаза, сапфира, кубического нитрида бора (CBN), кремния или стеклянных композитов.
18. Способ по п. 12, причем оптомеханический инструмент содержит антиотражающее покрытие, расположенное поверх конца входа пучка излучения.
19. Способ по п. 12, причем прием пучка излучения содержит прием пучка излучения от генератора излучения, оптически связанного с концом входа пучка излучения.
20. Способ по п. 19, причем избирательное направление пучка излучения содержит регулирование одной или более стадий позиционирования пучка, расположенных между генератором излучения и концом входа пучка излучения.
