專利名稱：一種激光微造型掩膜及利用掩膜的激光微造型方法
技術領域：
本發(fā)明涉及激光微細加工領域，具體涉及一種激光微造型掩膜及利用掩膜的激光微造型方法。本發(fā)明利用掩膜覆蓋在工件表面并用連續(xù)激光快速掃描掩膜覆蓋區(qū)域，實現(xiàn)激光熔覆與激光表面微造型的同步實現(xiàn)。
背景技術：
現(xiàn)有的激光表面微造型技術一般采用脈沖激光配合工件移動在工件表面打出凹坑陣列，這種加工方式不僅速度緩慢且熱影響區(qū)不均，同時各個凹坑的深度與微形貌有一定差異，同時由于許多工件表面需要制備涂層，激光造型后往往會破壞涂層，需要重新制備涂層，這種重復勞動，不但浪費資源還嚴重影響加工效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用掩膜的激光微造型方法，該激光微造型方法利用掩膜覆蓋在工件表面然后用連續(xù)激光快速掃描工件表面達到微造型的目的；它解決了以往方法中加工速度慢、激光破壞涂層以及重復造型的問題。本發(fā)明還同時提供了一種激光微造型掩膜。本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的一種利用掩膜的激光微造型方法，包括以下步驟( I)在工件表面覆蓋激光微造型掩膜；所述激光微造型掩膜由熔覆材料和粘結劑混合制成，所述粘結劑為易蒸發(fā)材料，且不與熔覆材料發(fā)生反應；所述激光微造型掩膜包括掩膜基底和掩膜微孔，掩膜微孔在掩膜基底上排列成點陣形狀；(2)用連續(xù)激光對工件表面覆蓋激光微造型掩膜的區(qū)域進行快速掃描；激光使得熔覆材料熔覆在工件表面，并在工件表面燒蝕出微凹坑；當激光掃描完激光微造型掩膜覆蓋的區(qū)域，則同時完成了對材料表面的熔覆與微造型工作。一種激光微造型掩膜，所述激光微造型掩膜由熔覆材料和粘結劑混合制成，所述粘結劑為易蒸發(fā)材料，且不與熔覆材料發(fā)生反應；所述激光微造型掩膜包括掩膜基底和掩膜微孔，掩膜微孔在掩膜基底上排列成點陣形狀。本發(fā)明所述利用掩膜的激光微造型方法的有益效果在于1、本發(fā)明所述激光微造型方法同時實現(xiàn)了激光表面熔覆加工與激光表面微造型加工，縮短了加工時間，節(jié)約了能量，提高了生產(chǎn)效率。2、本發(fā)明所述激光微造型方法借助掩膜可采用連續(xù)激光對工件表面進行掃描，提高了加工速度，同時也將熱影響區(qū)均勻化，微凹坑形貌也趨于一致。3、本發(fā)明所述激光微造型方法通過掩膜的引入使得激光掃描路線變得簡單，要形成不同的工件表面微凹坑陣列只需更換掩膜而不需要改變激光掃描路線程序，縮小了工作量。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明所述激光微造型掩膜的主視圖；圖2是本發(fā)明所述激光微造型掩膜的剖視圖；圖3是本發(fā)明所述激光微造型方法的激光掃描路線；圖4是激光微造型后工件的剖視圖；1、掩膜基底；2、掩膜微孔；3、熔覆層；4、微凹坑；5、工件；6、激光掃描路徑；7、激光微造型掩膜。
具體實施例方式以下實施例用來說明本發(fā)明，但不是限制本發(fā)明。下面結合附圖詳細說明本發(fā)明。如圖1、2所示，本發(fā)明所述激光微造型掩膜由掩膜基底I和掩膜微孔2組成，掩膜微孔2在掩膜基底I上排列成一定形狀的點陣。所述激光微造型掩膜由熔覆材料和粘結劑混合制成，所述粘結劑為易蒸發(fā)材料，且不與熔覆材料發(fā)生反應。本發(fā)明所述利用掩膜的激光微造型方法，包括以下步驟( I)如圖3所示，將激光微造型掩膜7覆蓋在工件5表面；(2)用連續(xù)激光按照激光掃描路徑6對激光微造型掩膜7覆蓋區(qū)域進行快速掃描，掃描后結果如圖4所不；激光的熱效應使得激光微造型掩膜7中的粘結劑成分首先蒸發(fā)，接著激光使得熔覆材料熔覆在工件表面，工件5表面形成一層熔覆層3 ；由于掩膜微孔2的存在，當激光掃過掩膜表面的掩膜微孔2時，由于掩膜微孔2內(nèi)沒有熔覆材料，從而使得激光直接作用于工件5表面，在工件5表面燒蝕出微凹坑4，這樣就同時完成了激光熔覆與激光微造型工作。
權利要求
1.一種利用掩膜的激光微造型方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在工件表面覆蓋激光微造型掩膜；所述激光微造型掩膜由熔覆材料和粘結劑混合制成，所述粘結劑為易蒸發(fā)材料，且不與熔覆材料發(fā)生反應；所述激光微造型掩膜包括掩膜基底和掩膜微孔，掩膜微孔在掩膜基底上排列成點陣形狀； (2)用連續(xù)激光對工件表面覆蓋激光微造型掩膜的區(qū)域進行快速掃描；激光使得熔覆材料熔覆在工件表面，并在工件表面燒蝕出微凹坑；當激光掃描完激光微造型掩膜覆蓋的區(qū)域，則同時完成了對材料表面的熔覆與微造型工作。
2.一種激光微造型掩膜，其特征在于，所述激光微造型掩膜由熔覆材料和粘結劑混合制成，所述粘結劑為易蒸發(fā)材料，且不與熔覆材料發(fā)生反應；所述激光微造型掩膜包括掩膜基底和掩膜微孔，掩膜微 孔在掩膜基底上排列成點陣形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用掩膜的激光微造型方法，包括以下步驟(1)在工件表面覆蓋激光微造型掩膜；所述激光微造型掩膜由熔覆材料和粘結劑混合制成，所述粘結劑為易蒸發(fā)材料，且不與熔覆材料發(fā)生反應；所述激光微造型掩膜包括掩膜基底和掩膜微孔，掩膜微孔在掩膜基底上排列成點陣形狀；(2)用連續(xù)激光對工件表面覆蓋激光微造型掩膜的區(qū)域進行快速掃描；當激光掃描完激光微造型掩膜覆蓋的區(qū)域，則同時完成了對材料表面的熔覆與微造型工作。本發(fā)明所述激光微造型方法同時實現(xiàn)了激光表面熔覆加工與激光表面微造型加工，縮短了加工時間，節(jié)約了能量，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明還同時提供了一種激光微造型掩膜。
文檔編號B23K26/42GK103071932SQ20131001311
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月14日 優(yōu)先權日2013年1月14日
發(fā)明者馮愛新, 薛偉, 田良, 謝華錕, 盧軼, 顧永玉 申請人:溫州大學, 江蘇大學, 成都工具研究所有限公司