[发明专利]一种用于激光处理覆盖部件内表面的光学装置

说明书

本发明涉及一种用于激光处理前缘型覆盖部件的内表面的光学装置，该装置包括：‑准直器(3)，其用于经由光纤(11)连接到激光源(9)，以产生具有准直和扁平空间脉冲轮廓的激光束(13a)，‑柱面透镜(5)，其配置成沿着横向于所述激光束传播的空间线聚焦所述激光束(13a)，从而形成线激光束(13b)，‑光学反射元件(7)，其配置成能够被引入所述覆盖部件(15)的内部并以几乎垂直于至少一个内表面的入射方向将所述线激光束(13b)均匀地反射到所述覆盖部件(15)的至少一个内表面(17a，17b)上。

技术领域

本发明涉及激光处理覆盖部件的内表面的领域，更具体地，涉及飞行器发动机叶片的前缘型部件的处理。

背景技术

飞行器发动机的叶片必须抵抗高机械应力，同时满足严格的重量和体积要求。因此，为了减轻叶片的重量，复合材料的使用频率越来越高。然而，风扇叶片FAN还必须抵抗异物的冲击。因此设想使用金属加强部件(也称为前缘)来巩固叶片的前缘。

因此，每个风扇叶片由3D编织复合材料部件制成，其上结合有由金属(例如钛合金)制成的前缘。所使用的结合在某种意义上是结构性的，即它用于组件的机械强度，同时确保使用中的承载。实际上，结合必须经受异物的可能影响。为了产生这种类型的结合，前缘必须首先进行特定于结合的表面清洁或处理。这些准备工作目前通过将前缘浸入不同的化学溶液中的含水装置进行。然而，这种方法耗时，成本高并且需要非常严格地遵守化学污染控制标准。

而且，应该注意的是，这种类型的金属部件不能用激光处理。实际上，为了使激光处理有效，必须根据准法向入射的方向将激光束引导到待处理的表面上。然而，前缘具有凹形，深且窄的形状，其不允许激光表面处理。例如，前缘的深度为几厘米或甚至约十厘米，开口仅为几毫米。因此，前缘的内表面不能被来自外部的激光束根据垂直于所述表面的方向作为目标。

因此，本发明旨在提出克服上述缺点的光学装置，其允许精确、快速和无污染的激光处理。

发明内容

本发明涉及一种用于激光处理前缘型覆盖部件内表面的光学装置，包括：

-准直器，其用于通过光纤连接到激光源，以产生具有准直和扁平空间脉冲轮廓的激光束，

-柱面透镜，其配置成沿着横向于所述激光束传播的空间线聚焦所述激光束，从而形成线激光束，

-光学反射元件，其配置成能够插入所述覆盖部件，并且根据至少一个内表面的局部准法向入射的方向将所述线激光束均匀地反射到所述覆盖部件的所述至少一个内表面上。

因此，该装置使得可以产生用于处理部件的内表面的最佳能量，该部件的内表面可以具有复杂、窄而且深的几何构造，其具有来自覆盖部件外部的激光束不能直接到达的内表面，尤其不能以接近法向入射到达。有利地，光学元件具有二面体，所述二面体带有至少一个倾斜表面，该倾斜表面配备有阶梯式镜子组件，每个镜子被配置成根据所述至少一个内表面的准法线方向反射所述线激光束的一部分。

在倾斜表面上的阶梯式镜子组件的这种配置使得可以使光学反射元件的体积最小化，从而使其能够容易地插入深而且窄的覆盖部件中。这不能用单个倾斜的镜子进行，该镜子非常大；也不能用受控的镜子进行，受控的镜子对于到达覆盖部件的底部而言将非常厚。另外，不同的镜子可以具有适合于覆盖部件的内部形状的可变倾斜度，从而使得可以局部地适应激光束的聚焦，使得其以准法向入射被引导到覆盖部件的内表面的每个区域上。

有利地，二面体具有两个倾斜表面，每个倾斜表面配备有阶梯式镜子组件。

这使得可以将激光束同时均匀地反射到覆盖部件的两个内表面上。

对于具有预定深度和预定开口的覆盖部件，光学元件有利地具有大约等于所述覆盖部件的预定深度的长度和低于所述部件的预定开口的最大高度。

因此，激光束可以在其整个深度上到达覆盖部件的内表面。