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原文传递复合材料板超快激光打排孔及原位检测的方法

专利名称：	复合材料板超快激光打排孔及原位检测的方法
摘要：	本发明一种复合材料板超快激光打排孔及原位检测的方法包括获取复合材料板的导电材质和绝缘材质，以优化超快激光打孔工艺参数；安装符合材料板；启动并调整光路；获得加工出孔洞内光学信号等步骤。本发明对加工区周围的热影响小；提高复合材料排孔的打孔效率与打孔精度；可利用聚焦光束进行控制深度方向的内部加工；可对所加工复合材料排的深度和强度以及周边裂纹进行原位检测；通过多光束平行激光束能够实时控制排孔的数量。
专利类型：	发明专利
申请人：	武汉大学
发明人：	刘胜;周振;东芳
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T13:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
申请号：	CN202010031690.2
公开号：	CN111141738A
代理机构：	武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	姜学德
分类号：	G01N21/84;G01N21/88;G01N29/04;B23K26/382;B23K26/064;B23K26/067;B23K26/70;B23K26/06;G;B;G01;B23;G01N;B23K;G01N21;G01N29;B23K26;G01N21/84;G01N21/88;G01N29/04;B23K26/382;B23K26/064;B23K26/067;B23K26/70;B23K26/06
申请人地址：	430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学
主权项：	1.一种复合材料板超快激光打排孔及原位检测的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，获取复合材料板的导电材质和绝缘材质，以优化超快激光打孔工艺参数，从而获得打孔效率高、孔断面质量好的工艺参数，并将这些优化的工艺参数存储在工控机中；步骤二，将复合材料板装夹好，对中，并利用超快激光探头对准所要打孔的位置；步骤三，打开超快激光器，发出的激光经激光反射镜一反射后通过二分之一波片、偏振分光镜、以及再经过两个反射镜后，射入空间光调制器，其中可通过转动二分之一波片的角度来调节激光的能力；空间光调制器加载全息图，对光的相位进行调制，产生多光束，多光束通过4F光学信息处理系统以排除零阶光对加工的影响，进而通过4F光学信息处理系统将空间光调制器的像呈现在加工平面，用多光束对复合材料板进行多光束并行加工；步骤四，通过翻转镜和透镜将所得到的加工处孔洞内的光学信号通过光谱仪处理,并传送到工控机，通过工控机实时改变加工的相关参数；步骤五，将需要打排孔的复合材料板合适地装夹在加工台上，经过相位调制的多光束通过反射镜，然后通过激光探头发出多光束激光束作用在复合材料板上；步骤六，将脉冲发生器放置在要检测并要打孔的复合材料板的孔洞区域附近,在要检测并要打孔的复合材料板板的孔洞区域附近装上全息照相机,通过全息照相机摄取复合材料板孔洞的光学信息；将全息照相机所拍摄到的光学信号通过光谱仪处理,并传送到工控机中得到复合材料板的孔洞的条纹花样，从而实时检测和分析条纹花样找出缺陷,若复合材料板的孔洞有裂纹,就可获得清晰的复合材料板的孔洞裂纹的动态全息图，达到复合材料板超快激光打排孔原位检测的目的；步骤七，针对步骤一的相关参数参考，通过工控机设置针对复合材料厚板的超快激光打孔相关工艺参数并发出指令，开启超快激光器，超快激光器发出的激光经过一系列整形后辐照到复合材料板的表面进行打排孔；步骤八，在打孔的过程中将脉冲发生器放置在要检测并要打孔的复合材料孔洞区域附近,在要检测并要打孔的复合材料厚板的孔洞区域附近装上全息照相机,摄取复合材料厚板孔洞的光学信息；同时,脉冲发生器发出一种应力波进入检测部位通过在复合材料孔洞周围的不连续变化区域产生折射、漫散射一系列变化后的波动信号被附带在CCD相机上的应力波传感器所接收并将波动信号传送至工控台并由检波器处理对波动信号进行处理可以实时检测复合材料孔洞周围的分层情况；将全息照相机所拍摄到的光学信号通过光谱仪处理,并传送到工控机中得到复合材料厚板孔洞的条纹花样，从而实时检测和分析复合材料厚板孔洞不同深度处的条纹花样与微裂纹情况；步骤九，在加工排孔的过程中，超快器发出的激光经过一系列整形后辐照到复合材料板的表面，利用该层对应的工艺参数传输至工控机，在一边打孔的过程中，CCD相机所拍摄到的光学信号通过光谱仪处理,并传送到工控机中得到复合材料厚板孔洞的条纹花样，从而实时检测和分析复合材料厚板孔洞不同深度处的条纹花样，并获得清晰的复合材料孔洞裂纹的动态全息图找出缺陷，同时借助应力波传感器将应力波对于孔洞周围的缺陷区域的波动信号传送至工控台进行分析和处理，当工控机接收到由检波器处理后的波动信号和由光谱仪处理后的光学信号及全息图时，通过判断复合材料厚板加工孔洞的精度要求和复合材料厚板当下层的力学性能来实时调整工控台传送给超快激光器的加工工艺参数，利用工控台优化后的工艺参数从而决定超快激光器是否停止加工以及使用优化后续工艺参数继续对复合材料板进行加工排孔，从而通过超快激光打排孔的方式直至打孔至复合材料厚板得到理想深度以及优良力学性能的排孔孔洞。 2.根据权利要求1所述的一种复合材料板超快激光打排孔及原位检测的方法，其特征在于：所述超快激光器发出的激光可通过转到二分之一波片的角度来调节激光能量。 3.根据权利要求1所述的一种复合材料板超快激光打排孔及原位检测的方法，其特征在于：4F光学信息处理系统包括透镜一、激光反射镜二、空间滤波器、激光反射镜三以及透镜二，激光通过透镜一有激光反射镜二反射至空间滤波器，通过激光滤波器之后又激光反射镜三反射通过透镜二进而进入后方部件。
所属类别：	发明专利