[发明专利]一种采用可变光斑扫描加工的三维激光刻蚀方法

说明书

本发明公开一种采用可变光斑扫描加工的三维激光刻蚀方法。该方法包括以下步骤：1）将待加工零件分成若干个待加工位置；2）将每所述待加工位置的待三维激光刻蚀线路L依据线宽S分为第一线宽S1和第二线宽S2，所述第一线宽S1采用激光扫描加工的最小光斑直径Dmin扫描，所述第二线宽S2采用激光扫描加工的最大光斑直径Dmax扫描，且S1＜S2，Dmin＜Dmax，得到成型的加工零件。通过本发明，可以减少刻蚀线路扫描填充次数，提高加工效率。

技术领域

本发明属于激光加工领域，具体涉及一种采用可变光斑扫描加工的三维激光刻蚀方法。

背景技术

随着光电技术的飞速发展，激光加工技术应用范围越来越广泛，加工精度以及加工效率要求也越来越高。

激光镭雕，是以激光作为能量源，待加工材料在激光辐射下瞬间气化，从而达到雕刻加工的目的。这种加工方法与材料表面没有直接接触，不受机械运动以及材料性质的影响，加工精度高，速度快，应用领域广泛。

影响加工效率的因素有雕刻速度、激光强度以及光斑大小。雕刻速度：是指激光光斑移动的速度，通常情况下高速度带来更高的生产效率。激光强度恒定时，速度越慢，雕刻深度越大，材料去除越多。雕刻强度：指照射到材料表面激光的强度。雕刻速度恒定时，强度越大，雕刻的深度就越大。光斑大小：激光光束光斑大小可以利用不同焦距的透镜进行调节。

无论小光斑还是大光斑，最终输出的能量密度是一致的，即小光斑时，激光器的输出功率也小，大光斑时，激光器的输出功率也大。能量密度公示：能量密度=（单脉冲能量*所用频率）/光斑面积。通常，通过调节激光强度、扫描速度以及光斑大小，进行材料的气化去除，最终体现在材料表面时，是能量密度数值，即加工速度不变时，可以通过增大激光光束直径的同时提高激光器输出功率，从而得到同样的能量密度，但此时在扫描稍大且连续面积时变的更有优势，可以在同样的时间内雕刻更大的面积，从而提高加工效率。

发明内容

为解决上述技术问题，我们提出了一种采用可变光斑扫描加工的三维激光刻蚀方法，采用大小光斑分区域扫描，提高了加工效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种采用可变光斑扫描加工的三维激光刻蚀方法，其包括如下步骤：

1）将待加工零件分成若干个待加工位置；

2）将每所述待加工位置的待三维激光刻蚀线路L依据线宽S分为第一线宽S1和第二线宽S2，所述第一线宽S1采用激光扫描加工的最小光斑直径Dmin扫描，所述第二线宽S2采用激光扫描加工的最大光斑直径Dmax扫描，且S1＜S2，Dmin＜Dmax，得到成型的加工零件。

进一步的，所述待三维激光刻蚀线路的扫描加工顺序为从第一线宽S1到第二线宽S2，或者第二线宽S2到第一线宽S1，且所述第一线宽S1是线宽等于或略大于最小光斑直径Dmin的线路，所述第二线宽S2是线宽远大于最小光斑直径Dmin的线路。

进一步的，所述第一线宽S1依照下列关系进行取值S1≥XDmin，所述第二线宽S2依照下列关系进行取值S2＞XDmin，其中X为正整数。

进一步的，所述第一线宽S1、第二线宽S2的扫描方式包括但不限于平行扫描填充方式。

进一步的，所述第一线宽S1、第二线宽S2的轮廓采用最小光斑直径激光扫描加工方式。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：将待刻蚀线路依据线宽分为不同的区域，大线宽处采用大光斑扫描加工，小线宽处采用小光斑扫描加工，而且可以减少刻蚀线路扫描填充次数，提高了加工效率。

具体实施方式