本申請涉及激光，尤其涉及一種激光水導(dǎo)噴嘴、激光水導(dǎo)組件及水導(dǎo)激光設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、水導(dǎo)激光設(shè)備是以水射流引導(dǎo)激光束對待加工件進(jìn)行切割的復(fù)合加工技術(shù)，具有無錐度、高縱橫比、低熱影響區(qū)加工的特點(diǎn)，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體和微電子、鉆石加工、航空航天、鐘表加工、醫(yī)療裝置、刀具加工等，是一種應(yīng)用比較廣泛的高精度的精密切割、打孔加工設(shè)備。

2、其中，水導(dǎo)激光設(shè)備的激光水導(dǎo)噴嘴用于噴射高壓水柱，激光在高壓水柱內(nèi)傳輸，并通過高壓水柱對內(nèi)部的激光進(jìn)行全反射，以實現(xiàn)高壓水柱代替光纖的作用。高壓水柱的直徑越小，其內(nèi)的激光能量密度越高，水導(dǎo)激光設(shè)備的切割精度和切割效率越高。因此，如何降低水導(dǎo)激光設(shè)備的水柱的直徑成為亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例提供一種激光水導(dǎo)噴嘴、激光水導(dǎo)組件及水導(dǎo)激光設(shè)備，旨在解決如何降低水導(dǎo)激光設(shè)備的水柱直徑的技術(shù)問題。

2、本申請實施例提供一種水導(dǎo)激光設(shè)備，包括：

3、激光發(fā)射組件，用于發(fā)射激光；

4、激光水導(dǎo)組件，包括激光水導(dǎo)噴嘴、容納結(jié)構(gòu)和保護(hù)透鏡，所述容納結(jié)構(gòu)包括容納腔，所述容納結(jié)構(gòu)開設(shè)有沿第一方向延伸的透光孔和安裝孔，所述透光孔和所述安裝孔分布于所述容納腔沿所述第一方向的兩側(cè)，并分別與所述容納腔連通，所述容納腔的內(nèi)表面開設(shè)有進(jìn)水口；所述保護(hù)透鏡與所述容納結(jié)構(gòu)連接，所述保護(hù)透鏡位于所述容納腔內(nèi)并密封所述透光孔；所述激光水導(dǎo)噴嘴安裝于所述安裝孔；

5、移動組件，與所述激光水導(dǎo)組件連接，并用于驅(qū)動所述激光水導(dǎo)組件在三個相互垂直的方向上移動；

6、其中，所述激光水導(dǎo)噴嘴包括焊接為一體的噴嘴底座和金屬玻璃板，所述噴嘴底座朝向保護(hù)透鏡的一側(cè)開設(shè)有安裝槽，所述金屬玻璃板安裝于所述安裝槽，所述安裝槽的底面開設(shè)有沿第一方向延伸的通孔；所述金屬玻璃板的一側(cè)板面朝向所述安裝槽的底面，所述金屬玻璃板開設(shè)有沿所述第一方向延伸的噴水孔，所述噴水孔貫穿所述金屬玻璃板，所述噴水孔的孔徑小于或等于50μm；所述噴水孔與所述通孔同軸設(shè)置，且所述通孔的最小孔徑大于或等于所述噴水孔的孔徑；

7、所述容納腔的內(nèi)表面開設(shè)有容納槽，所述容納槽位于所述容納腔背離所述激光水導(dǎo)噴嘴的一側(cè)，所述透光孔開設(shè)于所述容納槽的底面，所述保護(hù)透鏡安裝于所述容納槽，所述保護(hù)透鏡朝向所述容納腔的一側(cè)設(shè)有增透膜，所述保護(hù)透鏡背離所述容納腔的一側(cè)設(shè)有憎水膜；所述容納槽的底面開設(shè)有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽位于所述透光孔的外周，所述環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有密封件，所述密封件與所述保護(hù)透鏡朝向所述底面的一側(cè)抵接，以使所述容納槽的底面與所述保護(hù)透鏡密封配合；所述容納槽的內(nèi)側(cè)面和所述保護(hù)透鏡的外周面均為錐形面，所述容納槽的內(nèi)側(cè)面和所述保護(hù)透鏡的外周面的錐度相同，且所述容納槽的內(nèi)徑和所述保護(hù)透鏡的內(nèi)徑沿遠(yuǎn)離所述容納槽的方向逐漸減小，所述容納槽的內(nèi)周面與所述保護(hù)透鏡的外周面之間設(shè)有密封膠，所述密封膠沿所述保護(hù)透鏡的周向延伸，以使所述容納槽的側(cè)面與所述保護(hù)透鏡密封配合。

8、本申請實施例還提供一種激光水導(dǎo)噴嘴，包括：

9、噴嘴底座，所述噴嘴底座開設(shè)有沿第一方向延伸的通孔；

10、金屬玻璃板，設(shè)于所述噴嘴底座沿所述第一方向的一側(cè)，所述金屬玻璃板的一側(cè)板面朝向所述噴嘴底座，所述金屬玻璃板開設(shè)有沿所述第一方向延伸的噴水孔，所述噴水孔貫穿所述金屬玻璃板，所述噴水孔的孔徑小于或等于50μm；所述噴水孔的一端與所述通孔的一端對準(zhǔn)連通，且所述通孔的最小孔徑大于或等于所述噴水孔的孔徑。

11、在一些實施例中，所述金屬玻璃板的材質(zhì)包括非金合金；和/或，所述金屬玻璃板與所述噴嘴底座焊接為一體。

12、在一些實施例中，所述噴嘴底座沿所述第一方向的一側(cè)開設(shè)有安裝槽，所述金屬玻璃板至少部分安裝于所述安裝槽，且所述金屬玻璃板的一側(cè)板面朝向所述安裝槽的底面，所述安裝槽的底面開設(shè)有所述通孔；所述安裝槽的內(nèi)側(cè)壁與所述金屬玻璃板的外側(cè)面焊接連接，所述金屬玻璃板的外側(cè)面與所述噴水孔的內(nèi)側(cè)面的最小距離大于或等于100μm。

13、在一些實施例中，所述金屬玻璃板為圓環(huán)形板；所述金屬玻璃板的外徑大于或等于1mm；所述噴水孔的孔徑大于或等于5μm，且小于或等于20μm；所述安裝槽為圓柱形槽，所述安裝槽的內(nèi)徑大于或等于1.5mm；所述通孔為圓錐形孔，所述通孔的孔徑沿遠(yuǎn)離所述金屬玻璃板的方向逐漸增大；所述通孔的最小孔徑大于或等于50μm。

14、在一些實施例中，還包括安裝基座，所述安裝基座沿所述第一方向的一側(cè)開設(shè)有螺紋孔，所述噴嘴底座安裝于所述螺紋孔，所述噴嘴底座的外周設(shè)有與所述螺紋孔嚙合的外螺紋。

15、本申請實施例還提供一種激光水導(dǎo)組件，包括：

16、容納結(jié)構(gòu)，包括容納腔，所述容納結(jié)構(gòu)開設(shè)有沿第一方向延伸的透光孔和安裝孔，所述透光孔和所述安裝孔分布于所述容納腔沿所述第一方向的兩側(cè)，并分別與所述容納腔連通，所述容納腔的內(nèi)表面開設(shè)有進(jìn)水口；

17、保護(hù)透鏡，與所述容納結(jié)構(gòu)連接，所述保護(hù)透鏡位于所述容納腔內(nèi)并密封所述透光孔；

18、激光水導(dǎo)噴嘴，所述激光水導(dǎo)噴嘴為如上所述的激光水導(dǎo)噴嘴，所述激光水導(dǎo)噴嘴安裝于所述安裝孔，所述激光水導(dǎo)噴嘴的金屬玻璃板的噴水孔與所述容納腔連通，且所述噴水孔通過所述容納腔與所述透光孔光路連通。

19、在一些實施例中，所述內(nèi)表面開設(shè)有容納槽，所述容納槽位于所述容納腔背離所述激光水導(dǎo)噴嘴的一側(cè)，所述透光孔開設(shè)于所述容納槽的底面，所述保護(hù)透鏡安裝于所述容納槽；

20、其中，所述容納槽的底面和/或所述容納槽的側(cè)面與所述保護(hù)透鏡密封配合。

21、在一些實施例中，所述容納槽的底面開設(shè)有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽位于所述透光孔的外周，所述環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有密封件，所述密封件與所述保護(hù)透鏡朝向所述底面的一側(cè)抵接，以使所述容納槽的底面與所述保護(hù)透鏡密封配合；和/或，

22、所述容納槽的內(nèi)側(cè)面與所述保護(hù)透鏡的外周面之間設(shè)有密封膠，所述密封膠沿所述保護(hù)透鏡的周向延伸，以使所述容納槽的側(cè)面與所述保護(hù)透鏡密封配合。

23、本申請實施例還提供一種水導(dǎo)激光設(shè)備，包括：

24、激光發(fā)射組件，用于發(fā)射激光；

25、激光水導(dǎo)組件，所述激光水導(dǎo)組件為如上所述的激光水導(dǎo)組件，所述激光水導(dǎo)組件與所述激光發(fā)射組件光路連通，以使所述激光依次經(jīng)過所述激光水導(dǎo)組件的透光孔、容納腔、噴水孔和通孔，并從所述通孔遠(yuǎn)離所述噴水孔的一端射出；

26、移動組件，與所述激光水導(dǎo)組件連接，并用于驅(qū)動所述激光水導(dǎo)組件在三個相互垂直的方向上移動。

27、本申請實施例通過在金屬玻璃材質(zhì)的金屬玻璃片加工形成噴水孔，能夠在保證金屬玻璃片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時，使噴水孔的孔徑不超過50μm，相比于現(xiàn)有的激光水導(dǎo)噴嘴而言，能夠大幅減小噴水孔的孔徑，以使從噴水孔噴出的高壓水柱的直徑更小，進(jìn)而使水柱內(nèi)的激光更加集中，激光能量密度越高，以提高水導(dǎo)激光設(shè)備的切割精度和切割效率。

技術(shù)特征：

1.一種水導(dǎo)激光設(shè)備，其特征在于，包括：

2.一種激光水導(dǎo)噴嘴，其特征在于，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的激光水導(dǎo)噴嘴，其特征在于，所述金屬玻璃板的材質(zhì)包括非金合金；和/或，所述金屬玻璃板與所述噴嘴底座焊接為一體。

4.如權(quán)利要求3所述的激光水導(dǎo)噴嘴，其特征在于，所述噴嘴底座沿所述第一方向的一側(cè)開設(shè)有安裝槽，所述金屬玻璃板至少部分安裝于所述安裝槽，且所述金屬玻璃板的一側(cè)板面朝向所述安裝槽的底面，所述安裝槽的底面開設(shè)有所述通孔；所述安裝槽的內(nèi)側(cè)壁與所述金屬玻璃板的外側(cè)面焊接連接，所述金屬玻璃板的外側(cè)面與所述噴水孔的內(nèi)側(cè)面的最小距離大于或等于100μm。

5.如權(quán)利要求4所述的激光水導(dǎo)噴嘴，其特征在于，所述金屬玻璃板為圓環(huán)形板；所述金屬玻璃板的外徑大于或等于1mm；所述噴水孔的孔徑大于或等于5μm，且小于或等于20μm；所述安裝槽為圓柱形槽，所述安裝槽的內(nèi)徑大于或等于1.5mm；所述通孔為圓錐形孔，所述通孔的孔徑沿遠(yuǎn)離所述金屬玻璃板的方向逐漸增大；所述通孔的最小孔徑大于或等于50μm。

6.如權(quán)利要求2至5中任意一項所述的激光水導(dǎo)噴嘴，其特征在于，還包括安裝基座，所述安裝基座沿所述第一方向的一側(cè)開設(shè)有螺紋孔，所述噴嘴底座安裝于所述螺紋孔，所述噴嘴底座的外周設(shè)有與所述螺紋孔嚙合的外螺紋。

7.一種激光水導(dǎo)組件，其特征在于，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的激光水導(dǎo)組件，其特征在于，所述內(nèi)表面開設(shè)有容納槽，所述容納槽位于所述容納腔背離所述激光水導(dǎo)噴嘴的一側(cè)，所述透光孔開設(shè)于所述容納槽的底面，所述保護(hù)透鏡安裝于所述容納槽；

9.如權(quán)利要求8所述的激光水導(dǎo)組件，其特征在于，所述容納槽的底面開設(shè)有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽位于所述透光孔的外周，所述環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有密封件，所述密封件與所述保護(hù)透鏡朝向所述底面的一側(cè)抵接，以使所述容納槽的底面與所述保護(hù)透鏡密封配合；和/或，

10.一種水導(dǎo)激光設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種激光水導(dǎo)噴嘴、激光水導(dǎo)組件及水導(dǎo)激光設(shè)備，激光水導(dǎo)噴嘴包括噴嘴底座和金屬玻璃板，噴嘴底座開設(shè)有沿第一方向延伸的通孔；金屬玻璃板設(shè)于噴嘴底座沿第一方向的一側(cè)，金屬玻璃板的一側(cè)板面朝向噴嘴底座，金屬玻璃板開設(shè)有沿第一方向延伸的噴水孔，噴水孔貫穿金屬玻璃板，噴水孔的孔徑小于或等于50μm；噴水孔的一端與通孔的一端對準(zhǔn)連通，且通孔的最小孔徑大于或等于噴水孔的孔徑。本申請實施例通過在金屬玻璃片加工形成噴水孔，能夠在保證金屬玻璃片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時，使噴水孔的孔徑不超過50μm，以使從噴水孔噴出的高壓水柱的直徑更小，進(jìn)而使水柱內(nèi)的激光更加集中，以提高水導(dǎo)激光設(shè)備的切割精度和切割效率。

技術(shù)研發(fā)人員：邱東,劉澤,曹叢繪,郝自亮,姚強(qiáng),劉偉,閆大鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢銳科光纖激光技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9