[发明专利]激光诱导磨粒微射流的模芯抛光装置及加工方法

说明书

本申请涉及激光诱导磨粒微射流的模芯抛光装置及加工方法。本申请所述的激光诱导磨粒微射流的模芯抛光装置包括：激光发生器、透明玻璃、磨粒悬浮液层、模芯、支撑板、工作台以及压块；所述透明玻璃、所述磨粒悬浮液层、所述模芯以及所述工作台依次堆叠设置；所述透明玻璃的两侧分别通过所述支撑板固定安装在所述工作台上；且所述透明玻璃的一侧通过锁紧螺栓转动连接在所述支撑板上；所述透明玻璃的另一侧盖有所述压块，使得所述透明玻璃能够绕所述锁紧螺栓转动，并能够通过所述压块紧固连接在另一所述支撑板上。本申请所述的激光诱导磨粒微射流的模芯抛光装置及加工方法具有结构简单且容易实现的优点。

技术领域

本申请涉及抛光模芯装置及加工方法，特别是涉及激光诱导磨粒微射流的模芯抛光装置及加工方法。

背景技术

光学微透镜具有集成度高、体积小、质量轻等优点，被广泛应用于光电子系统、成像系统及传感器系统中。目前适用其大批量生产的有效方式为热压印成型及注塑成型等方法，现有硬脆模芯需要在表面进行微纳结构加工。现有技术存在两种主要加工方式，其一是机械加工，采用磨削等机械加工后得到的微结构边缘会存在微破损、微毛刺等缺陷，这将导致模芯使用寿命降低或失效。第二是激光加工，采用激光加工的微结构边缘会存在沉积层，无法直接用于光学微透镜精密成型。

因此，还需要对经过上述加工的模芯表面进行抛光。现有抛光方法包括机械抛光、超声波抛光、化学抛光等方法。机械抛光后零件的平整性好，但是劳动强度大，污染严重，无法加工复杂零件，光泽度很难保持一致。化学抛光加工能抛光复杂件，速度快，但是光亮度差，有气体溢出，需要通风设备。电化学抛光镜面光泽保持长，工艺稳定，成本低，防腐性好，但加工设备一次性投资大，复杂件要工装、辅助电极，大量生产还需要降温设施。总之，现有的抛光设备加工模芯表面或者现有的抛光方法存在工艺复杂、设备繁杂等问题。

发明内容

基于此，本申请的目的在于，提供激光诱导磨粒微射流的模芯抛光装置及加工方法，其具有结构简单且容易实现的优点。

本申请的一方面，提供一种激光诱导磨粒微射流的模芯抛光装置，包括激光发生器、透明玻璃、磨粒悬浮液层、模芯、支撑板、工作台以及压块；

所述透明玻璃、所述磨粒悬浮液层、所述模芯以及所述工作台依次堆叠设置；

所述透明玻璃的两侧分别通过所述支撑板固定安装在所述工作台上；且所述透明玻璃的一侧通过锁紧螺栓转动连接在所述支撑板上；所述透明玻璃的另一侧盖有所述压块，使得所述透明玻璃能够绕所述锁紧螺栓转动，并能够通过所述压块紧固连接在另一所述支撑板上；

所述激光发生器的端部置于所述透明玻璃的上方；激光发生器发出的激光束聚焦在磨粒悬浮液层中；

所述磨粒悬浮液层由微粉磨粒和水混合而成；

左右两块支撑板的高度一致，透明玻璃与一侧的支撑板用锁紧螺栓间隙配合连接，能够绕螺栓1-180°旋转。

本申请所述的激光诱导磨粒微射流的模芯抛光装置，利用激光热及磨粒微射流的冲击力复合作用，抛光模芯表面及其微结构。可以实现大面积抛光、选区抛光，还可以去除激光加工微结构边缘沉积层，及机械加工微结构边缘毛刺，是一种简单实用、成本低廉的抛光装置。

进一步地，还包括三坐标微调平台，该三坐标微调平台置于所述模芯和所述工作台之间。

进一步地，所述三坐标微调平台包括X轴、Y轴以及Z轴的三轴空间调节，调节精度为0.001mm。

进一步地，所述模芯为金属材质时，所述激光发生器为红外光纤激光器。

进一步地，所述模芯为陶瓷材质时，所述激光发生器为紫外激光器。

进一步地，所述透明玻璃与所述模芯间隙配合，其间隙厚度为0.5mm-1mm。