0_無激光區(qū)；11_右圓弧錐光鏡激光束；12-圓錐光鏡激光束；13-圓錐光鏡；14-切邊型錐光鏡；15-圓弧面；16_斜面。
【具體實(shí)施方式】
[0023]—種激光光路無遮擋同軸送粉方法，主要是通過一定的方式，將入射的激光光束分割成若干的反光區(qū)和無激光區(qū)，如圖1、2所示，采用由兩段劣弧組成的圓弧錐光鏡的這種方式對激光進(jìn)行分割。反光區(qū)的光束經(jīng)過環(huán)形聚焦鏡聚焦后形成環(huán)錐形光束并最終匯聚在基材上，而無激光區(qū)因?yàn)闆]有激光光束，所以從環(huán)形聚焦鏡所在的平面開始到基材所在的平面為止將會(huì)出現(xiàn)若干段近似錐形的無激光區(qū)域。圖3為圖1虛線處平面的光路截面圖，由圖3所示，該平面中有一段兩端都無激光穿過的無激光區(qū)域。由此，如圖4所示，位于環(huán)錐形光束外部的送料管路就可以避開激光的直接照射，通過這若干段無激光區(qū)域進(jìn)入到激光內(nèi)部，從而與光束中心實(shí)現(xiàn)同軸。
[0024]本發(fā)明公開了兩種不同的分割激光光束的裝置來實(shí)現(xiàn)光路無遮擋同軸送粉的方法。一種結(jié)構(gòu)形式是制作了由兩段劣弧組成的圓弧錐光鏡。當(dāng)入射激光經(jīng)過該圓弧錐光鏡的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生兩段激光反射區(qū)和無激光區(qū)，具體原理如圖2、5所示。另一種結(jié)構(gòu)形式則是制作了圓錐光鏡并對它進(jìn)行一定的加工，使在該圓錐光鏡對應(yīng)的兩面上磨出對稱的兩段斜面，當(dāng)入射激光經(jīng)過該切邊圓錐光鏡時(shí)就會(huì)產(chǎn)生四段激光反射區(qū)和四段無激光區(qū)，具體原理如圖6、7所示。如圖7所示，切邊型錐光鏡的切邊斜面的中心角β小于90°，圖7例舉了兩端切邊，也可以是多段切邊。
[0025]與本發(fā)明的送粉方法對應(yīng)的一種具體結(jié)構(gòu)形式是一種激光光路無遮擋同軸送粉裝置，參見附圖1所示，左圓弧錐光鏡2與右圓弧錐光鏡3共同組成的圓弧錐光鏡與環(huán)形反射聚焦鏡4和噴頭7同軸布置，支撐架的軸線則與中心軸線垂直。激光束I先照射到左、右圓弧錐光鏡2，3上，經(jīng)左、右圓弧錐光鏡2，3反射到環(huán)形反射聚焦鏡4上，形成環(huán)形光束并聚焦在基板8上。圓弧錐光鏡如附圖2所示。
[0026]如附圖2所示，由于采用了圓弧錐光鏡代替圓錐光鏡，這樣使得激光照射在該圓弧錐光鏡上能形成兩道扇形無激光區(qū)10。其原理參見附圖5，激光經(jīng)圓錐光鏡13反射后形成的是半圓形的圓錐光鏡激光束12，角度為180°。而左圓弧錐光鏡2其圓心o’位于圓錐光鏡13的圓心ο的下方，中心角也小于180°，所以當(dāng)激光經(jīng)左圓弧錐光鏡2反射后形成的是左圓弧錐光鏡激光束9，角度為α小于180°。如附圖2所示，所以當(dāng)激光經(jīng)過由左圓弧錐光鏡2與右圓弧錐光鏡3共同組成的圓弧錐光鏡后，就能夠形成兩道扇形無激光區(qū)10。如圖4，把連接左、右圓弧錐光鏡2，3和噴頭7的支撐臂6剛好設(shè)置在扇形無激光區(qū)10下方，這樣便可以避開激光I的直接照射。
[0027]上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落入本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光光路無遮擋同軸送粉方法,其特征在于，包括 1)、在激光束(I)經(jīng)過環(huán)形的反射聚焦鏡(4)聚焦至基材(8)聚焦點(diǎn)的光路上形成無激光區(qū)和有激光區(qū)； 2)、將向基材(8)聚焦點(diǎn)處輸送粉料的送粉管(5)設(shè)置在所述無激光區(qū)內(nèi)避開激光照射，送料管(5)噴頭與激光束中心同軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光路無遮擋同軸送粉方法，其特征在于，激光束(I)經(jīng)過錐光鏡反射至環(huán)形的反射聚焦鏡(4)上，該錐光鏡的錐面上形成至少一處非反射區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光光路無遮擋同軸送粉方法，其特征在于，所述錐光鏡為至少兩段劣弧連接形成的圓弧錐光鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光光路無遮擋同軸送粉方法，其特征在于，所述錐光鏡的錐面上設(shè)有至少一段斜面作為非反射區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的激光光路無遮擋同軸送粉方法，其特征在于，所述反射聚焦鏡(4)的鏡面上形成至少一處非反射區(qū)。
6.一種激光光路無遮擋同軸送粉裝置，包括 一錐光鏡，用于反射激光束(I)； 一環(huán)形的反射聚焦鏡(4)，用于將經(jīng)錐光鏡反射來的激光束(I)反射至基材(8)上并形成焦點(diǎn)；其特征在于， 所述錐光鏡的錐面上具有至少一個(gè)非反射區(qū)，該非反射區(qū)使反射聚焦鏡(4)反射激光至基材(8)上時(shí)在反射聚焦鏡(4)與基材(8)上焦點(diǎn)之間形成至少一個(gè)無激光區(qū)(10)； 一送粉管(5)，設(shè)置在所述無激光區(qū)(10)內(nèi)，該送粉管(5)的噴頭(7)位于所述焦點(diǎn)的正上方； 所述錐光鏡、反射聚焦鏡(4)和噴頭(7)同軸布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光光路無遮擋同軸送粉裝置，其特征在于，所述錐光鏡的錐面上具有至少一個(gè)作為非反射區(qū)的斜面(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光光路無遮擋同軸送粉裝置，其特征在于，所述錐光鏡的橫截面的輪廓線由至少兩段劣弧對接形成，錐光鏡的相鄰兩段劣弧面的連接線形成非反射區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光光路無遮擋同軸送粉裝置，其特征在于，所述無激光區(qū)的水平投影呈扇形。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的激光光路無遮擋同軸送粉裝置，其特征在于，所述劣弧的中心角大于60°且小于180°。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光光路無遮擋同軸送粉方法及送粉裝置。所述送粉方法包括：1）、在激光束經(jīng)過環(huán)形的反射聚焦鏡聚焦至基材聚焦點(diǎn)的光路上形成無激光區(qū)和有激光區(qū)；2）、將向基材聚焦點(diǎn)處輸送粉料的送粉管設(shè)置在所述無激光區(qū)內(nèi)避開激光照射，送料管噴頭與激光束中心同軸。本發(fā)明使送粉管躲避了大功率激光的直接照射，避免損毀，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了激光與送料完全同軸。
【IPC分類】B22F3-105
【公開號(hào)】CN104668562
【申請?zhí)枴緾N201510049684
【發(fā)明人】張屹, 李福南
【申請人】湖南大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月30日