專利名稱：一種激光加工血管支架的飛秒激光裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于激光微加工技術領域，涉及一種飛秒激光裝置，特別涉及一種激光加工血管支架的飛秒激光裝置。
背景技術：
目前大多數(shù)血管支架均采用激光切割的方式進行加工，傳統(tǒng)的激光支架切割主要采用紅外波段的連續(xù)或脈沖激光器作為光源，由相互重疊的激光脈沖或連續(xù)點在支架管材上沿切割線移動，同時輸入高壓氧輔助熔化切割。傳統(tǒng)的激光由于熱效應使四周材料發(fā)生變化，從而影響加工精度。同時，激光聚焦點處材料熔融氣化，熔渣被氣體吹出，這種加工方法污染嚴重，熔融金屬極易噴濺到已加工支架管材表面，極大的影響了加工質(zhì)量，支架管材為微小管徑的管材，加工過程中稍不注意會造成過熱和燒蝕,需要增加高壓輔助氣體進行冷卻,增加了生產(chǎn)的成本。更重要的是這種加工形式對加工金屬管材有利，但是對于加工可降解的非金屬支架管材卻無能為力。綜上所述，傳統(tǒng)的激光加工形式對環(huán)境存在污染，加工質(zhì)量差，精度低容易造成過熱和燒蝕，只能加工金屬管材無法加工非金屬支架管材。有鑒于此，如今迫切需要一種加工質(zhì)量高、精度高的加工裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一，特別是解決現(xiàn)有加工設備加工質(zhì)量差、精度低的問題。為達到上述目的，本發(fā)明提出了一種激光加工血管支架的飛秒激光裝置，包括飛秒激光發(fā)生器、擴束鏡、若干反射鏡、激光切割頭、旋轉(zhuǎn)軸、直線軸、工作平臺、Z軸模塊、立柱；所述立柱設置在工作平臺上，Z軸模塊安裝在立柱上，直線軸安裝在工作平臺上；激光切割頭包括激光噴頭、聚焦鏡、保護鏡。所述飛秒激光發(fā)生器發(fā)射的激光束首先經(jīng)過擴束鏡擴束，經(jīng)過若干反射鏡改變光路后進入安裝在Z軸模塊上的聚焦鏡進行聚焦，聚焦后的激光束經(jīng)過保護鏡后打在支架管材的表面。激光切割頭安裝在Z軸模塊上，通過伺服電機實現(xiàn)Z軸模塊的上下直線運動，從而控制管材表面的激光能量分布，同時在加工過程中能夠隨時根據(jù)激光光斑的變化調(diào)整激光噴嘴與加工管材表面的距離。所述旋轉(zhuǎn)軸夾持并帶動支架管材旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸安裝在直線軸的動板上，在激光加工過程中能夠根據(jù)切割管材長度隨時自動進料。在本發(fā)明的一個實施例中，所述旋轉(zhuǎn)軸包括電機、聯(lián)軸器、蝸桿、蝸輪、拉桿模塊、外殼、端蓋、夾頭；所述拉桿模塊包括拉桿蓋、活塞、拉桿座、滾動軸承、軸套、拉桿,拉桿為中空結構；所述外殼的一端設置拉桿蓋、拉桿座，另一端設置端蓋；所述拉桿蓋、拉桿座之間設有活塞、軸套、滾動軸承；活塞的兩側分別設有第一氣腔、第二氣腔，第一氣腔、第二氣腔分別設有出入口，通過出入口充放氣，所述出入口連接輔助高壓氣體供氣單元；所述夾頭設置于拉桿的一端，穿過端蓋露出一部分；夾頭通過從旋轉(zhuǎn)軸靠近拉桿蓋的一端擰入拉桿模塊的另一端螺紋孔中；所述聯(lián)軸器將電機的輸出軸和蝸桿軸連接，蝸桿與蝸輪配合，所述蝸輪與拉桿共軸，蝸輪軸即為拉桿軸；電機的轉(zhuǎn)動最終帶動拉桿軸旋轉(zhuǎn)運動。進一步地，所述旋轉(zhuǎn)軸在夾緊管材時，對第一氣腔充氣，高壓氣體會推動拉桿模塊朝第一方向運動，從而帶動外殼、端內(nèi)蓋和端蓋一起朝第一方向運動，直到端蓋的內(nèi)圓錐面與夾頭的外圓錐面緊貼為止，端蓋繼續(xù)向第一方向運動，導致彈性夾頭收緊，將管材抱住，保持該狀態(tài)，管材將一直被夾頭抱緊；需要松開管材時，為第二氣腔充氣、第一氣腔放氣，高壓氣體帶動拉桿模塊朝第二方向運動從而推動外殼、端內(nèi)蓋和端蓋朝第二方向運動，進而使得彈性夾頭的外圓錐面與端蓋的內(nèi)圓錐面相脫離，保持松開狀態(tài)，此時彈性夾頭依靠自身的彈性回復力保持松開狀態(tài)，管材將被松開。在本發(fā)明的一個實施例中，所述工作平臺的材料為天然花崗巖，所述立柱的材料為花崗巖。在本發(fā)明的一個實施例中，所述若干反射鏡為第一 45°反射鏡、第二 45°反射鏡、第三45°反射鏡。在本發(fā)明的一個實施例中，所述飛秒激光發(fā)生器的激光束波長為1064nm。本發(fā)明提出的激光加工血管支架的飛秒激光裝置，整個設備裝配精確度高、機器穩(wěn)定性好；可加工金屬管材及非金屬支架管材。由于本發(fā)明使用脈沖寬度只有幾千萬億分之一秒的飛秒激光脈沖則擁有獨特的材料加工特性，如加工孔徑的熔融區(qū)很小或者沒有；可以實現(xiàn)多種材料，如金屬、半導體、透明材料內(nèi)部甚至生物組織等的微機械加工、雕刻。幾乎沒有熱傳遞的飛秒激光看作一種冷處理工具；從而可以大大提高加工效率，進一步突破了現(xiàn)有激光薄壁管材切割系統(tǒng)無法加工非金屬材料的困難，可以實現(xiàn)各類有機聚合物的微切割，因此本發(fā)明可以為薄壁管激光微加工開拓新的應用領域，降低使用成本。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
圖1為激光加工血管支架的飛秒激光裝置的結構示意 圖2為旋轉(zhuǎn)軸的立體 圖3為旋轉(zhuǎn)軸主要部件的剖視圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“內(nèi)”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是兩個元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。本發(fā)明的主要創(chuàng)新之處在于，本發(fā)明創(chuàng)新地提出了一種激光加工血管支架的飛秒激光裝置，裝配精確度高、機器穩(wěn)定性好；可加工金屬管材及非金屬支架管材。請參閱圖1，本發(fā)明激光加工血管支架的飛秒激光裝置包括飛秒激光發(fā)生器1、擴束鏡2、若干反射鏡(包括第一 45°反射鏡3、第二 45°反射鏡4、第三45°反射鏡5)、激光切割頭、旋轉(zhuǎn)軸9、直線軸10、工作平臺11、Z軸模塊12、立柱13。所述立柱13設置在工作平臺11上，Z軸模塊12安裝在立柱13上，直線軸10安裝在工作平臺11上。激光切割頭包括激光噴頭、聚焦鏡6、保護鏡7。本發(fā)明裝置采用激光束波長為1064nm的飛秒激光發(fā)生器，在設備的設計上激光器的接口部分模塊化設計，通用性和互換性強，能夠兼容多個品牌的激光器，適用于飛秒、皮秒激光加工。因為飛秒激光發(fā)生器體積大，因此本發(fā)明中采用3個45°反射鏡來改變光路，當然，也可以根據(jù)需要調(diào)整反射鏡的個數(shù)及角度；同時由于激光發(fā)生器出口處的激光束光斑小，需要擴束。激光束的傳輸非光纖傳輸，在光路設計中采用3個45°反射鏡加擴束鏡的方式，對光路進行密封設計。所述飛秒激光發(fā)生器I發(fā)射的激光束首先經(jīng)過擴束鏡2擴束，經(jīng)過第一 45°反射鏡3、第二 45°反射鏡4、第三45°反射鏡5改變光路后進入安裝在Z軸模塊12上的聚焦鏡6進行聚焦，聚焦后的激光束經(jīng)過保護鏡7后打在支架管材8的表面。激光切割頭安裝在Z軸模塊12上，通過伺服電機實現(xiàn)Z軸模塊12的上下直線運動，從而控制管材8表面的激光能量分布，同時在加工過程中能夠隨時根據(jù)激光光斑的變化調(diào)整激光噴嘴與加工管材8表面的距離。所述旋轉(zhuǎn)軸9夾持并帶動支架管材8旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸9安裝在直線軸10的動板上，在激光加工過程中能夠根據(jù)切割管材長度隨時自動進料。請參閱圖2、圖3，以下介紹本實施例中旋轉(zhuǎn)軸的結構，當然，旋轉(zhuǎn)軸還可以為其他形狀。旋轉(zhuǎn)軸包括伺服電機114、聯(lián)軸器116、蝸桿117、蝸輪109、拉桿模塊、外殼108、端內(nèi)蓋111、端蓋112、夾頭113。所述旋轉(zhuǎn)軸裝置包括底座115，所述外殼108設置于該底座115上。由此，旋轉(zhuǎn)軸整體可以非常方便的安裝固定在直線軸平臺上，整體便于安裝(安裝到直線軸平臺上)，利用定位銷，可以實現(xiàn)粗定位。如圖3所示,所述拉桿模塊包括拉桿蓋102、活塞(包括活塞套103、活塞內(nèi)套104,活塞套103、活塞內(nèi)套104設有O形密封圈密封)、拉桿座105、滾動軸承107、軸套106、拉桿110，拉桿110為中空無縫結構。本實施例中，旋轉(zhuǎn)軸是內(nèi)部中空的結構，能讓拉桿110從中間通過，同時中空的旋轉(zhuǎn)軸能夠?qū)崿F(xiàn)管材輸送功能和濕切割作業(yè)功能。拉桿110為一個中空的薄壁無縫管，當濕切加工時，采用后置導水方式:整根管材浸入導水管中，一旦導水管泄露，水流也是在拉桿的中空密封腔內(nèi)，不會影響電機114的正常工作。所述拉桿的一端設有拉桿旋鈕101，可手動旋轉(zhuǎn)拉桿110。所述外殼108的一端設置拉桿蓋102、拉桿座105，另一端設置端蓋112 ;所述拉桿蓋102、拉桿座105之間設有活塞、軸套106、滾動軸承107。活塞的兩側分別設有第一氣腔118、第二氣腔119，第一氣腔118、第二氣腔119分別設有出入口，通過出入口充放氣；所述夾頭113設置于拉桿110的一端，穿過端蓋112露出一部分；夾頭113通過從旋轉(zhuǎn)軸靠近拉桿蓋102的一端擰入拉桿模塊的另一端螺紋孔中。所述聯(lián)軸器116將電機114的輸出軸和蝸桿117的軸連接，蝸桿117與蝸輪109配合，所述蝸輪109與拉桿110共軸，蝸輪軸即為拉桿軸。電機114的轉(zhuǎn)動最終帶動拉桿軸旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)軸夾緊管材時，對第一氣腔118充氣，高壓氣體會推動拉桿模塊朝第一方向(如圖3中的右邊)運動，從而帶動外殼108、端內(nèi)蓋111和端蓋112 —起朝第一方向運動，直到端蓋112的內(nèi)圓錐面與夾頭113的外圓錐面緊貼為止，端蓋112繼續(xù)向第一方向運動，導致彈性夾頭113收緊，將管材抱住，保持該狀態(tài)，管材將一直被夾頭113抱緊。需要松開管材時，為第二氣腔119充氣、第一氣腔118放氣，高壓氣體帶動拉桿模塊朝第二方向運動從而推動外殼108、端內(nèi)蓋111和端蓋112朝第二方向(如圖3中的左邊)運動，進而使得彈性夾頭113的外圓錐面與端蓋112的內(nèi)圓錐面相脫離，保持松開狀態(tài)，此時彈性夾頭113依靠自身的彈性回復力保持松開狀態(tài)，管材將被松開。此外，為了保證氣密性各個部分之間采用O形密封圈密封。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
1.一種激光加工血管支架的飛秒激光裝置，其特征在于，包括飛秒激光發(fā)生器、擴束鏡、若干反射鏡、激光切割頭、旋轉(zhuǎn)軸、直線軸、工作平臺、Z軸模塊、立柱；所述立柱設置在工作平臺上，Z軸模塊安裝在立柱上，直線軸安裝在工作平臺上；激光切割頭包括激光噴頭、聚焦鏡、保護鏡； 所述飛秒激光發(fā)生器發(fā)射的激光束首先經(jīng)過擴束鏡擴束，經(jīng)過若干反射鏡改變光路后進入安裝在Z軸模塊上的聚焦鏡進行聚焦，聚焦后的激光束經(jīng)過保護鏡后打在支架管材的表面； 激光切割頭安裝在Z軸模塊上，通過伺服電機實現(xiàn)Z軸模塊的上下直線運動，從而控制管材表面的激光能量分布，同時在加工過程中能夠隨時根據(jù)激光光斑的變化調(diào)整激光噴嘴與加工管材表面的距離； 所述旋轉(zhuǎn)軸夾持并帶動支架管材旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸安裝在直線軸的動板上，在激光加工過程中能夠根據(jù)切割管材長度隨時自動進料。
2.如權利要求1所述的激光加工血管支架的飛秒激光裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸包括電機、聯(lián)軸器、蝸桿、蝸輪、拉桿模塊、外殼、端蓋、夾頭；所述拉桿模塊包括拉桿蓋、活塞、拉桿座、滾動軸承、軸套、拉桿，拉桿為中空結構；所述外殼的一端設置拉桿蓋、拉桿座，另一端設置端蓋；所述拉桿蓋、拉桿座之間設有活塞、軸套、滾動軸承；活塞的兩側分別設有第一氣腔、第二氣腔，第一氣腔、第二氣腔分別設有出入口，通過出入口充放氣，所述出入口連接輔助高壓氣體供氣單元；所述夾頭設置于拉桿的一端，穿過端蓋露出一部分；夾頭通過從旋轉(zhuǎn) 軸靠近拉桿蓋的一端擰入拉桿模塊的另一端螺紋孔中；所述聯(lián)軸器將電機的輸出軸和蝸桿軸連接，蝸桿與蝸輪配合，所述蝸輪與拉桿共軸，蝸輪軸即為拉桿軸；電機的轉(zhuǎn)動最終帶動拉桿軸旋轉(zhuǎn)運動。
3.如權利要求2所述的激光加工血管支架的飛秒激光裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸在夾緊管材時，對第一氣腔充氣，高壓氣體會推動拉桿模塊朝第一方向運動，從而帶動外殼、端內(nèi)蓋和端蓋一起朝第一方向運動，直到端蓋的內(nèi)圓錐面與夾頭的外圓錐面緊貼為止，端蓋繼續(xù)向第一方向運動，導致彈性夾頭收緊，將管材抱住，保持該狀態(tài)，管材將一直被夾頭抱緊； 需要松開管材時，為第二氣腔充氣、第一氣腔放氣，高壓氣體帶動拉桿模塊朝第二方向運動從而推動外殼、端內(nèi)蓋和端蓋朝第二方向運動，進而使得彈性夾頭的外圓錐面與端蓋的內(nèi)圓錐面相脫離，保持松開狀態(tài)，此時彈性夾頭依靠自身的彈性回復力保持松開狀態(tài)，管材將被松開。
4.如權利要求1所述的激光加工血管支架的飛秒激光裝置，其特征在于，所述工作平臺的材料為天然花崗巖。
5.如權利要求1所述的激光加工血管支架的飛秒激光裝置，其特征在于，所述立柱的材料為花崗巖。
6.如權利要求1所述的激光加工血管支架的飛秒激光裝置，其特征在于，所述若干反射鏡為第一 45°反射鏡、第二 45°反射鏡、第三45°反射鏡。
7.如權利要求1所述的激光加工血管支架的飛秒激光裝置，其特征在于，所述飛秒激光發(fā)生器的激光束波長為1064nm。
全文摘要
本發(fā)明提出一種激光加工血管支架的飛秒激光裝置，包括飛秒激光發(fā)生器、擴束鏡、若干反射鏡、激光切割頭、旋轉(zhuǎn)軸、直線軸、工作平臺、Z軸模塊、立柱；所述立柱設置在工作平臺上，Z軸模塊安裝在立柱上，直線軸安裝在工作平臺上；激光切割頭包括激光噴頭、聚焦鏡、保護鏡。所述飛秒激光發(fā)生器發(fā)射的激光束首先經(jīng)過擴束鏡擴束，經(jīng)過若干反射鏡改變光路后進入安裝在Z軸模塊上的聚焦鏡進行聚焦，聚焦后的激光束經(jīng)過保護鏡后打在支架管材的表面。激光切割頭安裝在Z軸模塊上，通過伺服電機實現(xiàn)Z軸模塊的上下直線運動，從而控制管材表面的激光能量分布。本發(fā)明裝配精確度高、機器穩(wěn)定性好；可加工金屬管材及非金屬支架管材。
文檔編號B23K26/40GK103212866SQ20121001680
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權日2012年1月19日
發(fā)明者魏志凌, 寧軍, 夏發(fā)平, 馬秀云 申請人:昆山思拓機器有限公司