專利名稱：一種光束反射鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光學元器件領(lǐng)域，具體涉及激光熔覆同軸送粉裝置中的光束反射鏡。
背景技術(shù)：
激光熔覆同軸送粉裝置中，需將激光器發(fā)射出的光束通過反射或透射后聚焦，并將焦點調(diào)整于被加工表面，同時通過送粉管向焦點處噴粉而實現(xiàn)激光熔覆加工。其中用于反射或透射光束的鏡片，其鏡面均為一完整的回轉(zhuǎn)形，這樣反射或透射出來的光束是一個完整的回轉(zhuǎn)體形光束。為避開光束的照射，送粉管沿聚焦光路通道的外圍傾斜布置。例如美國專利US5418350、US5961862、歐洲專利WO2005028151、日本專利JP2005219060等公開的同軸送粉頭，其中粉路通道就采用了在筒體上圍繞光路通道周圍傾斜布置的環(huán)形粉道或多道送粉管結(jié)構(gòu)。由于送粉管只能繞光束周圍傾斜布置，現(xiàn)有激光熔覆同軸送粉裝置在工作中粉末匯聚的調(diào)節(jié)以及粉末匯聚點與光束焦點重合的調(diào)節(jié)都比較困難，造成熔覆質(zhì)量偏低。專利申請(200510112041.0)采用了反射鏡開口技術(shù)，使反射光束成為中空帶開口的光束，而送粉管可以安置在此光束中心的無光區(qū)內(nèi)，從而真正實現(xiàn)了光粉同軸。但這種光粉同軸送粉裝置需要在帶開口反射鏡的后方增加一個光束吸收體部件從而將通過開口的光束能量吸收掉，使得送粉裝置體積變大，不適于要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合。同時部件較多，成本也相應(yīng)增加。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的任務(wù)是提供一種激光熔覆同軸送粉裝置中的光束反射鏡，該光束反射鏡帶缺口，具有可形成中心無光區(qū)、并可將缺口處光束能量吸收掉的功能，同時結(jié)構(gòu)緊湊，可減小同軸送粉裝置的體積并降低成本。
這種光束反射鏡由鏡體、光束反射面、光束吸收面及其冷卻管道等部分組成。特征是鏡體呈柱形，光束反射面在鏡體一端，其法線與入射光方向成入射角。光束反射面上有一缺口，缺口由一個圓形中心孔和一個將圓形中心孔與光束反射面邊緣連通的矩形槽組成。該缺口沿入射光方向朝鏡體另一端延伸，在鏡體上形成一個以缺口為底、截面尺寸逐漸變小的錐形光束吸光面。光束吸收面的表面上涂覆了吸光材料，靠近光束吸收面的鏡體內(nèi)布置了循環(huán)冷卻管道。
所述光束反射面，是平面形反射面或內(nèi)凹形聚焦反射面。
所述圓形中心孔可用一矩形中心孔替代。
本實用新型采用了帶缺口反射鏡技術(shù)，可以將入射光反射形成帶缺口的光束，即在光束中心形成了無光區(qū)，因而可以在送粉裝置中對應(yīng)光束的無光區(qū)放置送粉管，實現(xiàn)粉束中心與光束中心完全重合。本實用新型的光束吸收面是光束反射面上缺口朝向鏡體內(nèi)部的自然延伸，因此不需要另加一個獨立的光束吸收體，結(jié)構(gòu)緊湊。錐形的光束吸收面使得吸光面積增大，散熱效果好。本實用新型不僅具有形成中心無光區(qū)、并可將缺口處光束能量吸收掉的功能，同時減小了同軸送粉裝置的零部件數(shù)量，并減小了其體積，特別適合要求安裝體積有限制的場合，同時也降低了制造成本。


圖1為平面型反射面光束反射鏡結(jié)構(gòu)圖；圖2為內(nèi)凹型聚焦反射面光束反射鏡結(jié)構(gòu)圖；圖3為從入射光方向觀察光束反射鏡的缺口形狀圖；圖4為從入射光方向觀察帶矩形中心孔的光束反射鏡的缺口形狀圖。
圖中11——鏡體 12——光束反射面 13——光束吸收面14——循環(huán)冷卻管道 21——缺口22——圓形中心孔23——矩形槽12′——內(nèi)凹形聚焦反射面21′——另一種形式缺口 22′——矩形中心孔
具體實施方式
應(yīng)用實施例一參照圖1、圖3，柱形鏡體11采用銅材等具有較高反射率和傳熱性能的材料制造，鏡體11的左端面上設(shè)有一平面型光束反射面12。光束反射面12的法線與入射光方向成入射角。從入射光方向看，光束反射面12上有一缺口21，缺口21由光束反射面12中心部位的圓形中心孔22和一個將圓形中心孔22與光束反射面12外沿連通的矩形槽23組成。缺口沿入射光方向朝鏡體右端延伸，在鏡體11內(nèi)形成一個以缺口21為底，截面逐漸變小的錐形光束吸光面13。光束吸光面13上涂覆了吸光材料，在靠近光束吸收面13的鏡體11內(nèi)，開設(shè)了循環(huán)冷卻管道14。
應(yīng)用本實施例，可將入射光反射成中空帶缺口的平行光束。此平行光束被進一步聚焦后，可在聚焦鏡與焦點之間形成一個錐形無光區(qū)。送粉管可從對應(yīng)矩形槽23形成的光束缺口伸入此無光區(qū)，并在對應(yīng)圓形中心孔22處彎折成與光束同軸，實現(xiàn)從光束中心噴粉。進入缺口21的光束全部被光束吸收面13吸收，產(chǎn)生的熱量由循環(huán)冷卻管道14帶走。
應(yīng)用實施例二參照圖2、圖3，鏡體11左端面為內(nèi)凹型聚焦光束反射面12′，光束反射面12′上各點的法線均與入射光方向成入射角。光束反射面12′上有一缺口21，缺口沿入射光方向朝鏡體右端延伸，在鏡體11內(nèi)形成一個以缺口21為底，截面逐漸變小的錐形光束吸光面13。
應(yīng)用本實施例，可將入射光直接反射成中空帶缺口的聚焦光束，此聚焦光束位于光束反射面12′和聚焦焦點之間，其中有一個錐形無光區(qū)。送粉管即可安裝在此無光區(qū)內(nèi)。
應(yīng)用實施例三參照圖1、圖2和圖4，光束反射面上有一缺口21′，缺口21′由矩形中心孔22′和一個將矩型中心孔22′與光束反射面外沿連通的矩形槽23組成。缺口沿入射光方向朝鏡體右端延伸，在鏡體11內(nèi)形成一個以缺口21′為底，截面逐漸變小的錐形光束吸光面13。
應(yīng)用本實施例，可以在光束中心安裝矩形送粉管或排管形送粉管，可以噴出寬帶粉末，適于寬帶激光熔覆。
權(quán)利要求1.一種光束反射鏡，由鏡體(11)、光束反射面(12)、光束吸收面(13)及其循環(huán)冷卻管道(14)等部分組成，其特征是鏡體(11)呈柱形，光束反射面(12)位于鏡體(11)的一端，光束反射面(12)的法線與入射光方向成入射角，光束反射面上有一缺口(21)，缺口(21)由一個圓形中心孔(22)和一個將圓形中心孔(22)與光束反射面(12)邊緣連通的矩形槽(23)組成，該缺口沿入射光方向朝鏡體(11)的另一端延伸，在鏡體(11)上形成一個以缺口(21)為底、截面尺寸逐漸變小的錐形光束吸光面(13)，光束吸收面(13)的表面上涂覆了吸光材料，靠近光束吸收面(13)的鏡體內(nèi)布置了循環(huán)冷卻管道(14)。
2.如權(quán)利要求1所述光束反射鏡，其特征是所述光束反射面為平面型反射面或內(nèi)凹型聚焦反射面。
3.如權(quán)利要求1所述光束反射鏡，其特征是所述圓形中心孔可用一矩形中心孔替代。
專利摘要一種光束反射鏡，用于激光熔覆同軸送粉裝置，由鏡體、光束反射面、光束吸收面等部分組成。特征是光束反射面在鏡體一端，其法線與入射光方向成入射角。光束反射面上有一缺口，該缺口朝鏡體另一端延伸，在鏡體上形成一個以缺口為底、截面尺寸逐漸變小的錐形光束吸光面，其表面上涂覆了吸光材料。本實用新型的帶缺口反射鏡，可將入射光反射形成帶缺口的光束，因而可以在對應(yīng)光束缺口的無光區(qū)放置送粉管，實現(xiàn)粉束中心與光束中心完全重合。本實用新型反射面與吸光面合為一體，減小了送粉裝置的零部件數(shù)量和制造成本，結(jié)構(gòu)緊湊。光束吸收面積大，散熱效果好。
文檔編號B05B7/22GK2864714SQ20062003905
公開日2007年1月31日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日
發(fā)明者石世宏, 傅戈雁, 王安軍 申請人:蘇州大學