本發(fā)明屬于環(huán)保領域，涉及一種利用激光加工的過濾膜或過濾網(wǎng)及加工該過濾膜或過濾網(wǎng)的激光加工系統(tǒng)。

背景技術：

近年來全球空氣污染、水污染現(xiàn)象日益加重，為了緩解氣體或液體污染物對人們的不良影響，過濾技術得到了研究人員和環(huán)保型企業(yè)的重視和發(fā)展，其中微濾技術和產品，尤其是能過濾微米至納米尺度污染物的過濾膜(網(wǎng))的需求量不斷加大。微濾具體是指從氣相和液相懸浮液中截留微粒、細菌和其它污染物的方法，主要采用膜分離技術實現(xiàn)，過濾膜的分離機理主要是篩分截留，將尺寸大于濾膜孔徑的固體顆?；蝾w粒聚集體截留，可廣泛應用于廢水、污水處理、食品、藥品工業(yè)、海水淡化工程、空氣污染治理等領域。

特別是近幾年空氣中細顆粒物污染嚴重，環(huán)境中空氣動力學當量直徑小于2.5微米的顆粒物(pm2.5)濃度居高不下，嚴重影響了空氣質量，與較粗的大氣顆粒相比，其面積大、活性強，易附帶如重金屬、微生物等有毒、有害物質，其在大氣中停留時間長、輸送距離遠，對人體健康和大氣環(huán)境影響很大。而現(xiàn)有過濾膜加工裝置結構較為復雜，生產成本高，同時膜材料可過濾的微粒很有限。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種利用激光加工的、可用于過濾不同尺寸(幾百納米至幾百微米)污染顆粒的過濾膜(網(wǎng))及用于制備過濾孔的激光加工系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術方案為：

本發(fā)明提供一種利用激光加工的過濾膜，所述過濾膜上分布有用于過濾微顆粒的微孔陣列，所述微孔陣列中，微孔的直徑為0.1微米-1毫米。

作為優(yōu)選，所述過濾膜的材質為金屬或非金屬，所述金屬包括但不限于不銹鋼、鋁，所述非金屬包括但不限于塑料；所述過濾膜的厚度為1微米-2毫米。

作為優(yōu)選，所述微孔的孔徑不大于2.5μm。

本發(fā)明還提供一種用于加工所述過濾膜的激光加工系統(tǒng)，所述加工系統(tǒng)包括沿激光光路順次設置的激光器、擴束裝置、衍射光學元件、振鏡單元、透鏡、載物機構，還包括與所述激光器、振鏡單元和載物機構電連接的控制單元。

作為優(yōu)選，還包括ccd圖像傳感器，所述ccd圖像傳感器與所述振鏡單元相鄰設置，所述ccd圖像傳感器的攝像頭朝向所述載物機構的載物平面。

作為優(yōu)選，所述激光器發(fā)出的激光束波長小于2000nm。

作為優(yōu)選，所述激光的脈寬可為毫秒、微秒、納秒、皮秒或飛秒級別。

作為優(yōu)選，所述振鏡單元包括x-y振鏡、角度測量傳感器和驅動所述x-y振鏡轉動的驅動機構；

作為優(yōu)選，所述載物機構為x-y軸移動平臺。

作為優(yōu)選，所述透鏡可以為平凸透鏡、雙凸透鏡或平場掃描透鏡。

本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明所述的利用激光加工的過濾膜，所述過濾膜上分布有用于過濾微顆粒的微孔陣列，所述微孔陣列中，微孔的直徑為0.1微米-1毫米。能過濾不同尺寸(幾百納米至幾百微米)的污染顆粒，應用范圍廣，當制得的過濾膜(網(wǎng))孔徑小于污染顆粒效果更佳；同時該過濾膜的過濾孔由激光加工制得，加工效率高、設備本身無損耗，可以制備孔密度大、數(shù)量多的過濾膜，降低了生產成本，制得的過濾膜可根據(jù)需要用作口罩或其它過濾產品上。

(2)本發(fā)明所述的利用激光加工的過濾膜，所述過濾膜的材質為金屬或非金屬，所述金屬包括但不限于不銹鋼、鋁，所述非金屬包括但不限于塑料，所述過濾膜的厚度為1微米-2毫米，所述過濾膜材質選用廣泛，不同材質的過濾膜可應用于不同的過濾場合。

(3)本發(fā)明所述的用于加工所述過濾膜的激光加工系統(tǒng)，包括沿激光光路順次設置的激光器、擴束裝置、衍射光學元件、振鏡單元、透鏡、載物機構，還包括與所述激光器、振鏡單元和載物機構電連接的控制單元。該系統(tǒng)可實時監(jiān)控激光鉆孔過程，可靠性高、加工效率和精度高，適用于過濾膜的工業(yè)化批量生產。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中

圖1是本發(fā)明實施例2所述的激光加工系統(tǒng)的結構示意圖。

圖中附圖標記表示為：1-激光器；2-擴束裝置；3-振鏡單元；4-透鏡；5-載物機構；6-控制單元；7-衍射光學元件。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供一種利用激光加工的過濾膜，所述過濾膜上分布有用過過濾不同粒徑的微顆粒的微孔陣列，所述微孔陣列中，微孔的直徑為0.1μm-1mm，優(yōu)選為2-500μm，根據(jù)不同的需求，可將微孔用激光加工為不同孔徑，本實施例中，所述微孔的孔徑優(yōu)選為不大于2.5μm，適宜于過濾pm2.5等微型顆粒，其過濾效果好，在使用時，無需多層疊加使用。所述過濾膜的材質可以為金屬或者非金屬材料，其中金屬材料可以選擇為不銹鋼或者鋁等常規(guī)材質，非金屬材料可以選用塑料，所述過濾膜的厚度為1微米-2毫米，可根據(jù)需求選用不同的厚度。作為可變換的實施方式，所述過濾膜也可以為具有激光制作的不同孔徑網(wǎng)孔的過濾網(wǎng)，起到過濾微粒的作用即可。

實施例2

本實施例提供一種用于加工所述過濾膜(網(wǎng))的激光加工系統(tǒng)，其如圖1所示，包括沿激光光路順次設置的激光器1、用于改變激光光束直徑的擴束裝置2、衍射光學元件(doe)7、用于使激光束偏轉的振鏡單元3、用于聚焦激光束的透鏡4和載物機構5，所述載物機構5的載物平面朝向所述透鏡4的出光面，還包括與所述激光器1、振鏡單元3和載物機構4電連接的控制單元6。所述衍射光學元件7設置于擴束裝置2與振鏡單元3之間，起到將激光束衍射成為多條平行光束的作用，可以同時在過濾膜上形成多個微孔或者直接形成微孔陣列，提高了激光打孔的效率。

其中，所述控制單元6為常規(guī)計算機、手機等控制終端；所述激光器1為半導體激光器，其發(fā)出的激光束波長為266-1064nm；擴束裝置2為激光擴束鏡，其擴束倍數(shù)為1-10倍，用于改變激光束的光束直徑和發(fā)散角，使激光聚焦效果更好；所述振鏡單元3包括一套x-y振鏡，這套鏡片可以分別在x、y軸方向轉動，對激光束起到反射作用，實現(xiàn)對激光的偏轉效果，振鏡連接有角度測量傳感器，用于測量x、y振鏡的偏轉角度并將測得的信息傳送給控制單元6，還包括驅動x-y振鏡轉動的驅動機構，所述驅動機構為常規(guī)的伺服電機；所述透鏡4可以采用平凸透鏡、雙凸透鏡或平常掃描透鏡，起到對激光束的聚焦作用即可；所述載物機構5為x-y軸移動平臺，可在控制單元6的調控下沿x、y方向帶動待打孔過濾膜工件移動。

更進一步地，還包括一ccd圖像傳感器，所述ccd圖像傳感器與所述振鏡單元相鄰設置，圖像傳感器的攝像頭朝向載物機構5的載物平面，實時監(jiān)控激光打孔的過程。

本實施例還提供一種利用實施例1所述的過濾膜(網(wǎng))的激光加工系統(tǒng)進行激光打孔的方法，其包括如下步驟：

s1、采用控制單元6制作加工圖形，設置待打孔的孔徑和孔間距，并將該圖形信息導入至激光器1終端；

s2、將待加工過濾膜(網(wǎng))工件置于載物機構5的載物平面，設置激光焦點位置和激光加工參數(shù)，根據(jù)過濾膜(網(wǎng))的厚度和材質設定激光的脈寬、功率、波長等參數(shù)，激光的脈寬可根據(jù)過濾膜的不同設置為毫秒、微秒、納秒、皮秒或飛秒級別，本實施例中，所述過濾膜(網(wǎng))采用塑料材質，厚度為5-60μm；

s3、開啟激光器1，進行激光打孔，同時啟動ccd圖像傳感器，對激光打孔過程全程實時監(jiān)控，在激光打孔的過程中控制所述載物機構5在x、y軸方向移動，以對工件的不同位置進行打孔加工。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。