公开(公告)号：CN117086490A

公开(公告)日：2023-11-21

申请号：CN202311329502.4

申请日：2023-10-16

申请人： 山东理工大学

发明人： 王后孝 ,  阮文熙 ,  于国强 ,  李锐

IPC分类号： B23K26/362 ,  B23K26/70 ,  B23K26/046

摘要： 本发明提供了一种脆硬难加工曲面工件激光双面精雕装置及方法，该装置包括夹固旋转单元、激光器、激光头、计算机操控单元、精密滑移单元和底座平台。所述夹固旋转单元用于夹紧并固定曲面工件，根据需求可驱动工件旋转；所述计算机操控单元用于设置激光雕刻轨迹及参数、操控精密滑移单元和激光头精密滑移、操控激光器和激光头对旋转工件精密雕刻。本发明通过夹固旋转单元的紧固、夹固及驱动部分实现对曲面工件的夹紧、固定、支撑与旋转驱动，通过激光头内置同轴光纤位移传感器并结合计算机操控单元实现对工件曲面的实时激光聚焦，通过独立操控的主副激光头对工件两侧进行激光精雕，解决了曲面工件激光精雕过程中遇到的装夹与旋转加工难题，实现了脆硬难加工曲面工件的无接触高质量高效精雕加工。

公开(公告)号：CN117001184A

公开(公告)日：2023-11-07

申请号：CN202311250782.X

申请日：2023-09-26

申请人： 山东理工大学

发明人： 王后孝 ,  于国强 ,  李锐 ,  阮文熙

IPC分类号： B23K26/382 ,  B23K26/0622 ,  B23K26/06

摘要： 本发明提供了一种纳飞秒双波段激光加工微孔的方法及装置，该装置包括计算机控制系统、纳秒激光器、飞秒激光器、同轴聚焦单元、CCD摄像机、吸附平台、真空泵、Z方向移动机构以及二维移动平台。本发明基于纳秒激光、飞秒激光两套激光光源，纳秒激光器与飞秒激光器辐射出的激光束经过装有光闸、半波片和偏振片的不同光路，可分别调控两束激光的脉冲能量，同时采用二向色镜对纳秒激光高反射，并对飞秒激光高透射，从而实现两束激光共用光路同轴聚焦。整个微孔加工过程分为两个阶段，首先采用高功率纳秒激光对加工区域进行多脉冲快速冲孔，然后使用飞秒激光对孔壁精修，飞秒激光沿孔壁环切加工，去除孔壁重铸层和飞溅物,在确保微孔高效加工的前提下，显著减少了微孔加工缺陷，改善了微孔加工质量。

公开(公告)号：CN114589405B

公开(公告)日：2023-06-09

申请号：CN202210185938.X

申请日：2022-02-28

申请人： 山东理工大学

发明人： 王后孝 ,  徐烨 ,  郑宏宇 ,  吴永玲 ,  雷盼珂

IPC分类号： B23K26/356 ,  B23K26/382 ,  B23K26/70

摘要： 本发明设计了一种基于双重空化效应提高激光加工微孔内壁质量的方法，该方法基于“激光空化‑超声空化”双重空化效应对激光加工的微孔进行后处理强化，双重空化效应可以产生大量的空泡，空泡溃灭产生的局部冲击波效应使微孔内壁的残余拉应力变为压应力，且可以改善微孔内壁残余压应力的分布，减少孔壁微裂纹的产生趋势，有效减少甚至阻止微裂纹的产生，从而有效提高微孔区域的力学性能。激光空化精准定位在微孔加工区域，可以保证对微孔内壁区域进行空化强化作用。超声空化可以产生大量的空泡，弥补激光空化作用下空泡数量少的缺陷。该方法还运用水温调节的方式，减小空泡的最大直径值，使空化作用效果更加明显、有效。此外，超声振动还起到超声清洗及细化晶粒作用，有助于进一步减少激光制孔带来的缺陷，拓宽了激光制孔应用领域。

公开(公告)号：CN114888462A

公开(公告)日：2022-08-12

申请号：CN202210352633.3

申请日：2022-04-06

申请人： 山东理工大学

发明人： 王后孝 ,  徐烨 ,  雷盼珂 ,  郑宏宇 ,  吴永玲

IPC分类号： B23K26/70 ,  B23K26/08

摘要： 本发明提供了一种高速监拍光磁复合加工瞬态过程的装置，该装置包括激光加工单元、磁场辅助单元和实时监测单元。磁场辅助单元可调控激加工过程中等离子体的运动、形态、密度及分布，从而改善激光加工质量，提高激光加工效率。实时监测单元可对激光加工过程中的瞬态过程及物理现象进行便捷直观的实时观测、记录与分析。本发明设计的激光加工系统，可实现激光打孔、激光切割与激光焊接三种激光加工方式。

公开(公告)号：CN114589405A

公开(公告)日：2022-06-07

申请号：CN202210185938.X

申请日：2022-02-28

申请人： 山东理工大学

发明人： 王后孝 ,  徐烨 ,  郑宏宇 ,  吴永玲 ,  雷盼珂

IPC分类号： B23K26/356 ,  B23K26/382 ,  B23K26/70

摘要： 本发明设计了一种基于双重空化效应提高激光加工微孔内壁质量的方法，该方法基于“激光空化‑超声空化”双重空化效应对激光加工的微孔进行后处理强化，双重空化效应可以产生大量的空泡，空泡溃灭产生的局部冲击波效应使微孔内壁的残余拉应力变为压应力，且可以改善微孔内壁残余压应力的分布，减少孔壁微裂纹的产生趋势，有效减少甚至阻止微裂纹的产生，从而有效提高微孔区域的力学性能。激光空化精准定位在微孔加工区域，可以保证对微孔内壁区域进行空化强化作用。超声空化可以产生大量的空泡，弥补激光空化作用下空泡数量少的缺陷。该方法还运用水温调节的方式，减小空泡的最大直径值，使空化作用效果更加明显、有效。此外，超声振动还起到超声清洗及细化晶粒作用，有助于进一步减少激光制孔带来的缺陷，拓宽了激光制孔应用领域。

公开(公告)号：CN118720470A

公开(公告)日：2024-10-01

申请号：CN202411128156.8

申请日：2024-08-16

申请人： 山东理工大学

发明人： 王后孝 ,  孔祥远 ,  李锐

IPC分类号： B23K26/382 ,  B23K26/08 ,  B23K26/082 ,  B23K26/14 ,  B23K26/70 ,  B23K101/00

摘要： 本发明提供了一种立式双面五轴超快激光精密飞行钻孔方法。该方法利用装夹紧固旋转单元对叶片进行了立式固定装夹，通过调控主计算机控制单元和副计算机控制单元，分别设置五轴主驱动精密移位单元和五轴副驱动精密移位单元的移动路径，从而实现主激光头和副激光头的五轴双面精密移位，同时基于主激光头和副激光头的内置高速光学扫描振镜，实现了超快激光双面精密飞行钻孔。此外，该方法采用轴向辅吹单元对加工区域同轴吹气，实时吹除了激光钻孔产生的烧蚀废料和气化材料，从源头上大幅消减了光致等离子体的产生，从而增强了入射激光束的有效热输入，提升了钻孔质效；而且，同轴吹气对激光钻孔区域起到了实时冷却的作用，有效解决了激光钻孔产生的局部温度梯度过高导致的热应力与残余应力问题，进一步改善了激光钻孔质效。

公开(公告)号：CN115283859B

公开(公告)日：2024-08-23

申请号：CN202210973495.0

申请日：2022-08-15

申请人： 山东理工大学 ,  江苏大学

发明人： 王后孝 ,  汪结涛 ,  李锐 ,  于国强

IPC分类号： B23K26/382 ,  B23K26/08 ,  B23K26/12 ,  B23K26/60 ,  B23K26/70

摘要： 本发明提供了一种基于惰性气体加热仓内置电场的激光打孔装置及方法，这种装置主要包括激光打孔系统、惰性气体加热仓、机床运动系统、电场系统和数控系统，其方法是先将工件置于惰性气体加热仓中预热，然后激发惰性气体加热仓内置电场，进行激光打孔。本发明避免了工件在激光打孔过程中容易产生的氧化反应和氮化反应，大幅消减了激光打孔件上的光致局部温度梯度及残余应力，减弱了光致等离子体对入射激光的屏障效应以及吸收、反射、折射与散射作用，改善了激光束的能量密度分布，增大了入射激光的有效热输入，从而同时提升了激光打孔的质量与效率。

公开(公告)号：CN117733376A

公开(公告)日：2024-03-22

申请号：CN202410191817.5

申请日：2024-02-21

申请人： 山东理工大学

发明人： 王后孝 ,  孔祥远 ,  于国强 ,  李锐 ,  李继龙

IPC分类号： B23K26/38 ,  B23K26/70

摘要： 本发明提供了一种激光悬空精准切修方法，该方法使用的装置主要包括红外遥感飞行运载单元、可视化红外遥控单元、激光发射单元和供电单元。供电单元为激光发射单元提供电能，通过可视化红外遥控单元操控红外遥感飞行运载单元升至目标位置并悬停。红外遥感飞行运载单元通过精密旋停模组装载高分辨摄像头和激光发射单元，通过精密旋停模组对摄像头拍摄角和激光切修角进行精准操控，对目标区图像进行精准定位和清晰捕捉，并实时传送至可视化红外遥控单元的屏幕显示器上，启动激光发射单元并产生激光束，从而实现对切修目标的激光悬空精准切修。本发明具有可视化远程操控、非接触、高效精准、安全方便等优点。

公开(公告)号：CN118543997A

公开(公告)日：2024-08-27

申请号：CN202410917316.0

申请日：2024-07-09

申请人： 山东理工大学

发明人： 王后孝 ,  李继龙 ,  李锐

IPC分类号： B23K26/382 ,  B23K26/70 ,  B23K37/04

摘要： 本发明提供了一种叶片超短脉冲激光卧式制孔方法，该方法使用的装置主要包括超短脉冲激光制孔单元、叶片旋转夹固单元、操控单元、回吸单元、精密滑移单元、激光跟踪单元和激光防护单元。该方法利用叶片夹具和移动轨道的配合实现对叶片工件的精密装夹与固定，通过激光跟踪单元完成对叶片形状、尺寸与坐标的信息采集、处理及反馈；然后，基于激光跟踪单元处理反馈的信息，利用操控单元调节并设定预设加工路径；最后，操控单元根据预设加工路径对精密滑移单元和叶片旋转夹固单元进行调控，从而实现超短脉冲激光发射装置对叶片的精密微孔加工。该方法通过激光跟踪单元的信息采集和精密定位，同时结合叶片旋转夹固单元的装夹与调节，解决了叶片传统激光打孔过程中遇到的曲面实时定位加工柔性差、误差大以及曲面实时聚焦难、工序繁杂和加工效率低等问题，从而实现了叶片不同部位倾斜群微孔的单次装夹定位和超短脉冲激光高效精密加工。

公开(公告)号：CN117921217A

公开(公告)日：2024-04-26

申请号：CN202410113982.9

申请日：2024-01-27

申请人： 山东理工大学

发明人： 王后孝 ,  李继龙 ,  李锐 ,  于国强 ,  孔祥远

IPC分类号： B23K26/55 ,  B23K26/362 ,  B23K26/70

摘要： 本发明提供了一种光学透镜飞秒激光内部精密无损微纳刻蚀方法，该方法使用的装置主要包括飞秒激光发射单元、扫描单元、操控单元、精密滑移单元、夹固单元。夹固单元对透镜装夹固定，扫描单元对透镜的形状、尺寸及坐标进行采集处理并反馈至操控单元，通过操控单元和精密滑移单元对飞秒激光发射单元精密移位，并操控激光开启、聚焦调节、烧蚀加工、关停。通过操控单元调控激光能量密度，确保激光辐射至透镜加工区前能量密度低于透镜材料的烧蚀阈值，且在加工区内激光能量密度高于此烧蚀阈值，从而实现透镜内部飞秒激光精密无损微纳刻蚀，在极短时间内透镜内部的加工微区受热气化刻蚀成预设形状尺寸。本发明通过上述方法改变透镜内部织构，可以增强透镜透射性。