具高速振動單元的激光加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明為一種具高速振動單元的激光加工裝置，是指一種激光加工裝置，可形成圓柱形的立體光斑。
【背景技術】
[0002]激光加工為目前多種產(chǎn)業(yè)中常用的加工技術，應用的范圍如微流道加工、面板切害I]、甚至醫(yī)療美容等等，利用其光斑小且能量大的特性而進行精密加工。在現(xiàn)有激光加工裝置的技術中，是利用激光源發(fā)射激光光束，激光光束通過鏡片組后加以轉向并聚焦，聚焦后的激光光束通常在焦點處進行加工。由于激光光束最大能量集中于焦點處，故其加工深度僅位于焦點處，因此僅能進行表面加工，無法進行深度加工。
[0003]倘若需不同加工深度，則在現(xiàn)有技術的激光加工裝置中，需要通過調(diào)整焦點的手段(例如可調(diào)整聚焦鏡的垂直方向位置來調(diào)整焦點垂直向位置)來改變聚焦深度，但在調(diào)整焦點的過程中，變焦速度慢，將延長加工時間。且此時原已加工的較淺層材料早已固化，縱使焦點調(diào)整后開始對較深層的材料進行加工，但由于固化的較淺層材料阻擋，則較深層的材料受阻力而無法移除，或?qū)姙R出加工區(qū)外圍而形成凸緣，造成俗稱的火山口現(xiàn)象，所形成的凸緣將使得工件表面具有非必要的隆起，而影響后續(xù)的加工或產(chǎn)生不合格品。因此，現(xiàn)有技術的激光加工裝置難以改變加工深度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的激光加工裝置加以研究，以期能提升加工深度，且維持加工品質(zhì)及效率。
[0005]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術手段是提供一種具高速振動單元的激光加工裝置，其中包括:
[0006]一激光光源，其由發(fā)射端發(fā)射出一激光光束，該激光光束用以施予一工件上；
[0007]—高速振動單元，其設置于激光光束的路徑上并沿與激光光束平行的軸向往復振動，以使激光光束的焦點與工件的交匯點進行高速往復移動。
[0008]其中高速振動單元可設于鏡片組、聚焦鏡組、或為工件的承載臺。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點在于，通過高速振動單元的設置，而使得激光光源所發(fā)出的激光光束的焦點與工件的交匯點進行高速軸向往復運動，而使得激光光束作用的光斑向工件內(nèi)延伸，形成立體光斑而達到特定加工深度，且由于高速振動而可在工件材料未及固化的前，對深層及淺層處往復加工，因此降低產(chǎn)生不必要凸緣的機率，進而提高產(chǎn)品良率，又借由高速振動來達到焦點變換，更可有效減少加工時間，以增進加工效率。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明第一實施例的示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明第二實施例的示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明第三實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下配合圖式及本發(fā)明的較佳實施例，進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段。
[0014]本實施例中的“前方”是指沿激光行進方向上的前方。
[0015]請參閱圖1所示，本發(fā)明包含有一激光光源10、一鏡片組20、一聚焦鏡組30及一高速振動單元。
[0016]前述的鏡片組20設置于激光光源10的發(fā)射端11的前方且位于激光光束12的路徑上,在較佳實施例中，鏡片組20包含有一擴束鏡片21、一固定鏡片22及一反射鏡片23。擴束鏡片21、固定鏡片22及反射鏡片23依序設于激光光源10的發(fā)射端11的前方，反射鏡片23呈45度角以將激光光束12垂直轉向。
[0017]前述的聚焦鏡組30設于鏡片組20的一側并位于激光光束12的路徑上，在較佳實施例中，聚焦鏡組30設于反射鏡片23的一側且位于轉向后的激光光束12的路徑上。
[0018]前述的高速振動單元設置于激光光束12的路徑上，并沿與激光光束12平行的軸向往復振動，以使激光光束12的焦點與工件50的交匯點進行高速往復移動，其中高速振動是指振動頻率約達10Hz以上，但不以此為限。高速振動單元有多種具體實施態(tài)樣，以下僅為較佳實施例說明而非用以限定本發(fā)明。
[0019]請參閱圖1所示，在一較佳實施例中，高速振動單元40A連接于鏡片組20的擴束鏡片21，高速振動單元40A包含有一固定座41A及一振蕩件42A，固定座41A上設有一凹槽411A，振蕩件42A插設于凹槽41IA中，且振蕩件42A的自由端與擴束鏡片21相固定。當激光光束12由激光光源10發(fā)出后，通過擴束鏡片21，此時高速振動單元40A沿激光光束12的軸向進行高速往復振動。由于擴束鏡片21設于振蕩件42A的自由端，故擴束鏡片21的振蕩幅度較大。當振蕩件42A往復運動時，激光光束12的最大能量也往復聚焦在工件50表面上下，即激光光束12聚焦于工件50的位置也隨之產(chǎn)生軸向移動。激光光束12雖然隨著焦點的移動而對工件50的不同深度處進行加工，但當焦點的移動速度超過熱傳導速度時，瞬間已被加工之處尚未被固化，則激光光束12已再次回到該處又再度加工，以形成圓柱形的立體光斑，故使得工件50在進行特定深度加工時不產(chǎn)生材料阻礙或材料堆積，而降低不良品的機率。同時借由高速往復振動的作用，而縮短變換焦點時所需工時。
[0020]請參閱圖2所示,在另一較佳實施例中，高速振動單元40B連接于聚焦鏡組30,高速振動單元40B包含有一固定座41B及一振蕩件42B，固定座41B上設有一凹槽411B，振蕩件42B插設于凹槽41IB中，且振蕩件42B的自由端與聚焦鏡組30相固定。
[0021]當激光光束12由激光光源10發(fā)出后，通過鏡片組20后再通過聚焦鏡組30，此時高速振動單元40B沿激光光束12的軸向進行高速往復振動，由于聚焦鏡組30設于振蕩件42A的自由端，故聚焦鏡組30的振蕩幅度較大。而聚焦鏡組30的振動，亦如前一實施例所述可使激光光束12聚焦于工件50的位置也隨之產(chǎn)生軸向移動，因而同樣可達到特定深度加工的效果。
[0022]請參閱圖3所示，在又一較佳實施例中，高速振動單元40C為一工件承載臺用以支承工件50,且設于聚焦鏡組30側，高速振動單元40C包含有一振動臺。
[0023]當激光光束12由激光光源10發(fā)出后，通過鏡片組20后再通過聚焦鏡組30到達工件50表面，此時高速振動單元40C沿激光光束12的軸向進行高速往復振動，而使工件50產(chǎn)生振動，則激光光束12聚焦于工件50的位置也隨的產(chǎn)生軸向移動，因而同樣可達到特定深度加工的效果。
[0024]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述具高速振動單元的激光加工裝置包括: 一激光光源，其由發(fā)射端發(fā)射出一激光光束，所述激光光束用以施予一工件上；以及 一高速振動單元，其設置于所述激光光束的路徑上并沿與所述激光光束平行的軸向往復振動，以使所述激光光束的焦點與所述工件的交匯點進行高速往復移動。
2.如權利要求1所述的具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述具高速振動單元的激光加工裝置還包括: 一鏡片組，其設于所述激光光源的發(fā)射端的前方，且位于所述激光光束的路徑上；以及 一聚焦鏡組，其設于所述鏡片組的一側且位于所述激光光束的路徑上。
3.如權利要求2所述的具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述高速振動單元連接于所述聚焦鏡組。
4.如權利要求3所述的具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述高速振動單元包含有一固定座及一振蕩件，所述固定座上設有一凹槽，所述振蕩件插設于所述凹槽中，且所述振蕩件與所述聚焦鏡組相固定。
5.如權利要求4所述的具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述聚焦鏡組固定于所述振蕩件的自由端。
6.如權利要求2所述的具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述高速振動單元為一工件承載臺且設于所述聚焦鏡組一側。
7.如權利要求2所述的具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述鏡片組包含有一擴束鏡片、一固定鏡片及一反射鏡片，所述擴束鏡片、所述固定鏡片及所述反射鏡片依序設于所述激光光源的發(fā)射端的前方，所述反射鏡片呈一銳角以將所述激光光束轉向，所述聚焦鏡組設于所述反射鏡片的一側且位于轉向后的所述激光光束的路徑上。
8.如權利要求7所述的具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述高速振動單元連接于所述鏡片組。
9.如權利要求8所述的具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述高速振動單元包含有一固定座及一振蕩件，所述固定座上設有一凹槽，所述振蕩件插設于所述凹槽中，且所述振蕩件與所述鏡片組的擴束鏡片相固定。
10.如權利要求9所述的具高速振動單元的激光加工裝置，其特征在于，所述擴束鏡片固定于所述振蕩件的自由端。
【專利摘要】本發(fā)明為一種具高速振動單元的激光加工裝置，其具有激光光源，激光光源發(fā)出激光光束的路徑上設有高速振動單元，以提供沿平行于激光光束軸向的振動效果，使得激光光束的焦點與工件的交匯處產(chǎn)生軸向移動，以增加激光光束對工件的加工深度，進而增加產(chǎn)品合格率并提高生產(chǎn)效率。
【IPC分類】B23K26-046, B23K26-064
【公開號】CN104741781
【申請?zhí)枴緾N201310726447
【發(fā)明人】周政賓, 葉昭永
【申請人】財團法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月25日