[发明专利]一种脉冲激光连续冲击温成形的方法及装置

权利要求书

1.一种脉冲激光连续冲击温成形的方法，其特征在于，采用粘度为10～1000mm²/s(25℃)的耐高温透光液体作为约束层液体，在约束层循环装置的驱动下，形成连续稳定约束层（1），并用所述约束层液体对板料(16)进行辅助均热，在脉冲激光作用下对板料进行连续冲击温成形，具体步骤为：

A）在板料(16)表面贴上耐高温能量吸收层，将凹模(14)固定在数控工作台(11)上，用压边圈(15)将板料(16)压紧在凹模(14)上 ，储液腔(5)中注入约束层液体；在计算机控制系统(8)设定约束层液体预热温度、板料(16)最终稳定温度、数控工作台(11)运动参数以及激光参数；

B）计算机控制系统(8)控制数控工作台(11)沿x轴移动将板料(16)送入端盖(6)内，开启加热控制电路，凹模(14)和储液腔(5)中的加热器(12)分别对板料(16)和约束层(1)液体预热，将约束层液体预热到设定的预热温度后开启吸油泵(3)；

C）计算机控制系统(8)控制数控工作台(11)沿y、z轴移动调节板料(16)至冲击点的位置，位移传感器(10)测量板料(16)冲击点的位移信号，并将此信号反馈给计算机控制系统(8)，计算机控制系统(8)控制吸油泵(3)和喷嘴(2)，吸油泵(3)调节喷嘴(2)口约束层液体的入射速度，喷嘴(2)绕z轴旋转调节约束层液体的入射角度，使约束层液体在板料(16)表面形成1～5mm厚的能够稳定贴合板料(16)表面形貌的约束层(1)；

D）继续对板料(16)和约束层液体加热，同时凹模(14)和冲击点附近的温度传感器(13)向加热控制电路反馈信号控制凹模(14)和储液腔(5)中加热器(12)的通断状态，使板料(16)最终稳定温度在设定温度范围内；

E）计算机控制系统(8)调节激光脉宽、激光光斑大小、激光能量参数，激光器(9)发出脉冲激光，透过透光玻璃(7)射向板料(16)进行温成形；

F）重复步骤 C）至 E）进行脉冲激光连续冲击，直至完成整个冲击成形；

G）依次断开加热控制电路和吸油泵(3)，约束层液体在重力作用下自动流回储液腔(5)中，板料(16)冷却后计算机控制系统(8)控制数控工作台(11)沿x轴移动退出端盖(6)，松开压边圈(15)取出板料(16)；

所述x轴为左右方向，所述y轴为上下方向，所述z轴为前后方向。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲激光连续冲击温成形的方法，其特征在于，所述约束层液体为甲基硅油，外观为无色透明液体，其性能参数为：运动粘度10～1000mm2/s(25℃)，粘温系数0.56～0.62，倾点≤-50℃，闪点≥150℃~320℃，密度(25℃)0.93～0.98g/cm3，折光率(25℃)1.39～1.41。

3.根据权利要求1所述的一种脉冲激光连续冲击温成形的方法，其特征在于，所述约束层液体采用含氢硅油、乙基硅油、苯基硅油、氯苯基硅油、三氟丙基硅油之一或两种以上的混合物。

4.实施权利要求1所述的一种脉冲激光连续冲击温成形的方法的装置，其特征在于，包括计算机控制系统(8)、激光器(9)、位移传感器(10)、数控工作台(11)、加热器A、温度传感器A、凹模(14)、压边圈(15)和约束层循环装置；在板料(16)的正面设有激光器(9)，在板料(16)的背面设有位移传感器(10)，所述位移传感器(10)的中心轴线和激光器(9)产生光束的中心在同一直线上，凹模(14)固定在数控工作台(11)上，凹模(14)内设有加热器A和温度传感器A，所述加热器A和温度传感器A外接加热控制电路连接计算机控制系统(8)，所述激光器(9)和位移传感器(10)连接计算机控制系统(8)，数控工作台(11)由计算机控制系统(8)控制绕x轴旋转、沿y轴移动；所述约束层循环装置，包括喷嘴(2)、吸油泵(3)、滤油器(4)、储液腔(5)、端盖(6)和透光玻璃(7)；所述端盖(6)为左侧开口的容器，端盖(6)的右侧壁中心设有透光玻璃(7)，激光器(9)位于端盖(6)外，激光器(9)激光束透过所述透光玻璃(7)射向透光玻璃(7)另一侧的数控工作台(11)；端盖(6)下部设有储液腔(5)，储液腔(5)盛放约束层液体，储液腔(5)中设有加热器B，约束层液体加热器B和温度传感器B外接所述加热控制电路，端盖(6)内部设有吸油泵(3)和滤油器(4)，端盖(6)内部上方设有喷嘴(2)，计算机控制系统(8)控制吸油泵(3)使约束层液体经过滤油器(4)和吸油泵(3)后流向喷嘴(2)，喷嘴(2)由计算机控制系统(8)控制绕z轴旋转。