本公開大體上涉及液體引導(dǎo)激光切割工具，且更具體而言，涉及用于液體引導(dǎo)激光切割工具的排放噴嘴的保護(hù)屏蔽件。

背景技術(shù)：

將高能激光射束與透明液體(諸如水)的聚焦射流結(jié)合的工業(yè)切割工具已應(yīng)用多年。這些系統(tǒng)大體上包括提供激光射束的激光器和射束引導(dǎo)件、用于可控制地聚焦激光的光學(xué)模塊、用于將激光與高壓液體射流聯(lián)接的聯(lián)接組件、以及排放噴嘴。

對液體引導(dǎo)激光切割工具添加額外的保護(hù)特征，以保護(hù)液體射流和射束路徑的完整性，以及防止對系統(tǒng)中的噴嘴和/或上游構(gòu)件的磨損或其他損傷。這些風(fēng)險是因若干因素而形成的，諸如由表面波動或振動形成的來自工件的反饋、與工件或與其相關(guān)的伸出部的意外接觸、從工件吸入消融材料的顆粒、反射的激光和等離子體光、和/或偏轉(zhuǎn)的液體。某些應(yīng)用可啟示對保護(hù)性特征的增大的需要。

一些系統(tǒng)采用噴嘴蓋或帽，該噴嘴蓋或帽在噴嘴附近形成空間且用作用于薄的、可替換的屏蔽件的安裝件。然而，提高水射流流動的可靠性、延伸工件與排放噴嘴之間的距離(同時維持有效的切割)，持續(xù)更長，容易使用，并且/或者更好地保護(hù)系統(tǒng)的額外改進(jìn)是合乎需要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的第一方面提供一種用于在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)中使用的屏蔽件。屏蔽件包括剛性主體，該剛性主體具有面朝目標(biāo)表面。該剛性主體限定通孔，該通孔具有適應(yīng)液體引導(dǎo)激光路徑的直徑。該剛性主體具有厚度，該厚度限定液體引導(dǎo)激光路徑的穿過剛性主體的長度。剛性主體的厚度是通孔的直徑的至少兩倍。剛性主體在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的排放噴嘴與目標(biāo)之間定位在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的液體引導(dǎo)激光路徑中。

本公開的第二方面提供一種在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)中使用屏蔽件的方法。該方法包括將屏蔽件(其包括具有面朝目標(biāo)表面的剛性主體)在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的排放噴嘴與目標(biāo)之間定位在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的液體引導(dǎo)激光路徑中。該剛性主體限定通孔，該通孔具有適應(yīng)液體引導(dǎo)激光路徑的直徑。該剛性主體具有厚度，該厚度限定液體引導(dǎo)激光路徑的穿過剛性主體的長度。剛性主體的厚度是通孔的直徑的至少兩倍。屏蔽件在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的操作期間保護(hù)液體引導(dǎo)激光路徑，且使來自面朝目標(biāo)表面的材料偏轉(zhuǎn)。

本公開的第三方面提供一種使用該屏蔽件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)，該液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)具有排放噴嘴，限定液體引導(dǎo)激光路徑且能夠沿所述液體引導(dǎo)激光路徑生成液體引導(dǎo)激光射束。它還包括屏蔽件，該屏蔽件包括剛性主體，該剛性主體具有面朝目標(biāo)表面。該剛性主體限定通孔，該通孔具有適應(yīng)液體引導(dǎo)激光路徑的直徑。該剛性主體具有厚度，該厚度限定液體引導(dǎo)激光路徑的穿過剛性主體的長度。剛性主體的厚度是通孔的直徑的至少兩倍。剛性主體在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的排放噴嘴與目標(biāo)之間定位在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的液體引導(dǎo)激光路徑中。

實施方案1.一種屏蔽件，其包括：

剛性主體，其具有面朝目標(biāo)表面；

其中，所述剛性主體限定通孔，所述通孔具有適應(yīng)液體引導(dǎo)激光路徑的直徑，且所述剛性主體具有厚度，所述厚度限定所述液體引導(dǎo)激光路徑的穿過所述剛性主體的長度；

其中，所述剛性主體的所述厚度是所述通孔的所述直徑的至少兩倍；且，

由此，所述剛性主體在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的排放噴嘴與目標(biāo)之間定位在所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的所述液體引導(dǎo)激光路徑中。

實施方案2.根據(jù)實施方案1所述的屏蔽件，其特征在于，所述剛性主體由具有大于200gpa的楊氏模量的材料組成。

實施方案3.根據(jù)實施方案2所述的屏蔽件，其特征在于，所述剛性主體由從碳化鎢、氮化硼、和陶瓷基質(zhì)復(fù)合物中選擇的材料組成。

實施方案4.根據(jù)實施方案1所述的屏蔽件，其特征在于，所述剛性主體在所述液體引導(dǎo)激光路徑附近是基本上非反射性的。

實施方案5.根據(jù)實施方案4所述的屏蔽件，其特征在于，所述剛性主體在所有的表面上是基本上非反射性的。

實施方案6.根據(jù)實施方案1所述的屏蔽件，其特征在于，所述剛性主體的所述厚度與所述通孔的所述直徑之間的比率在2：1到10：1的范圍內(nèi)。

實施方案7.根據(jù)實施方案1所述的屏蔽件，其特征在于，所述剛性主體是圓柱體，所述剛性主體的所述厚度是所述圓柱體的高度，且所述圓柱體的直徑是所述通孔的所述直徑的至少三倍。

實施方案8.根據(jù)實施方案1所述的屏蔽件，其特征在于，所述屏蔽件可移除地連接于噴嘴帽，所述噴嘴帽將所述屏蔽件與所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的所述排放噴嘴分離，同時維持所述屏蔽件的相對于所述液體引導(dǎo)激光路徑的位置。

實施方案9.根據(jù)實施方案8所述的屏蔽件，其特征在于，所述屏蔽件配置在屏蔽件殼體中，且所述屏蔽件殼體連接于所述噴嘴帽。

實施方案10.根據(jù)實施方案1所述的屏蔽件，其特征在于，所述通孔的所述直徑大于所述液體引導(dǎo)激光路徑中的液體引導(dǎo)激光射束的直徑，且適應(yīng)通過所述通孔在所述液體引導(dǎo)激光射束附近的保護(hù)氣體層的通路。

實施方案11.根據(jù)實施方案1所述的屏蔽件，其特征在于，所述剛性主體還限定至少一個排泄特征，所述至少一個排泄特征不是用于所述液體引導(dǎo)激光路徑的所述通孔。

實施方案12.根據(jù)實施方案1所述的屏蔽件，其特征在于，所述屏蔽件最初作為沒有所述通孔的坯料定位于液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的所述液體引導(dǎo)激光路徑中，且所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)使用液體引導(dǎo)激光射束來形成所述液體引導(dǎo)激光路徑中的所述通孔。

實施方案13.一種在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)中使用屏蔽件的方法，所述方法包括：

將包括具有面朝目標(biāo)表面的剛性主體的所述屏蔽件在所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的排放噴嘴與目標(biāo)之間定位在所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的液體引導(dǎo)激光路徑中；

其中，所述剛性主體限定通孔，所述通孔具有適應(yīng)液體引導(dǎo)激光路徑的直徑，且所述剛性主體具有厚度，所述厚度限定所述液體引導(dǎo)激光路徑的穿過所述剛性主體的長度；

其中，所述剛性主體的所述厚度是所述通孔的所述直徑的至少兩倍；且，

在所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的操作期間保護(hù)所述液體引導(dǎo)激光路徑，且使來自所述面朝目標(biāo)表面的材料偏轉(zhuǎn)。

實施方案14.根據(jù)實施方案13所述的方法，其特征在于，定位所述剛性主體包括將所述剛性主體可移除地連接于噴嘴帽，所述噴嘴帽將所述屏蔽件與所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的所述排放噴嘴分離，同時維持所述屏蔽件的相對于所述液體引導(dǎo)激光路徑的位置。

實施方案15.根據(jù)實施方案14所述的方法，其特征在于，定位所述剛性主體還包括將所述剛性主體插入屏蔽件殼體中，其中，所述屏蔽件殼體連接于所述噴嘴帽。

實施方案16.根據(jù)實施方案13所述的方法，其特征在于，所述剛性主體最初作為沒有所述通孔的坯料定位在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的所述液體引導(dǎo)激光路徑中，且還包括：

使用所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)來生成液體引導(dǎo)激光射束，所述液體引導(dǎo)激光射束形成在所述液體引導(dǎo)激光路徑中穿過所述剛性主體的所述通孔。

實施方案17.根據(jù)實施方案16所述的方法，其特征在于，使用所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)形成所述通孔包括從所述剛性主體與所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的所述排放噴嘴之間通過由所述剛性主體限定的至少一個排泄特征排泄過量流體，所述至少一個排泄特征不是用于所述液體引導(dǎo)激光路徑的所述通孔。

實施方案18.根據(jù)實施方案13所述的方法，其特征在于，所述屏蔽件是所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的磨損部分，且還包括通過從所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)移除磨損的屏蔽件和利用替換屏蔽件替換所述磨損的屏蔽件的所述屏蔽件的周期性替換，其中，第一屏蔽件和第二屏蔽件定位為使得它們維持相同的液體引導(dǎo)激光路徑。

實施方案19.一種系統(tǒng)，其包括：

液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)，其具有排放噴嘴，限定液體引導(dǎo)激光路徑且能夠沿所述液體引導(dǎo)激光路徑生成液體引導(dǎo)激光射束；以及

屏蔽件，其包括具有面朝目標(biāo)表面的剛性主體，其中，所述剛性主體限定通孔，所述通孔具有適應(yīng)所述液體引導(dǎo)激光路徑的直徑，且所述剛性主體具有厚度，所述厚度限定所述液體引導(dǎo)激光路徑的穿過所述剛性主體的長度，其中，所述剛性主體的所述厚度是所述通孔的所述直徑的至少兩倍，且由此，所述剛性主體在所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的所述排放噴嘴與目標(biāo)之間定位在所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的所述液體引導(dǎo)激光路徑中。

實施方案20.根據(jù)實施方案19所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括定位在所述液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的所述排放噴嘴與所述屏蔽件之間的噴嘴帽，且其中，所述屏蔽件附接于所述噴嘴帽。

本公開的所例示的方面布置成解決本文中描述的問題和/或未論述的其他問題。

附圖說明

本公開的這些和其他特征將從結(jié)合附圖而進(jìn)行的本公開的各方面的下列更詳細(xì)的描述中而變得容易明白，該附圖繪出本公開的各種實施例，在附圖中：

圖1示出帶有使用屏蔽件的示例系統(tǒng)的截面圖的示意圖；

圖2示出了附接于系統(tǒng)的示例屏蔽件和殼體的特寫截面圖；

圖3示出了附接于系統(tǒng)的另一示例屏蔽件的特寫截面圖；

圖4示出了示例屏蔽件的透視圖；

圖5示出了圖1的示例屏蔽件的仰視圖；

圖6示出了示例屏蔽件坯料的透視圖；

圖7示出了圖3的示例屏蔽件坯料的仰視圖；

圖8示出了另一示例屏蔽件的透視圖；

圖9示出了圖5的示例屏蔽件的仰視圖；以及

圖10示出了使用屏蔽件的示例方法。

應(yīng)當(dāng)注意的是，本公開的附圖不按照比例繪制。附圖意圖僅繪出本公開的典型方面，并因此不應(yīng)被認(rèn)為限制本公開的范疇。在附圖中，附圖之間類似的標(biāo)號代表類似的元件。

零件列表

100系統(tǒng)

110激光源

112激光光學(xué)模塊

114側(cè)向定位組件

120聯(lián)接組件

122液體源

124排放噴嘴

126氣體源

130激光射束

132激光路徑

140保護(hù)氣體

150噴嘴帽

152末梢表面

154射束開口

160屏蔽件

162通孔

164屏蔽件殼體

166附接組件

170目標(biāo)

200部分

210激光射束

212激光路徑

214射束開口

216構(gòu)件

218保護(hù)氣體

220屏蔽件

222通孔

224內(nèi)部表面

226面朝構(gòu)件表面

228面朝目標(biāo)表面

230側(cè)向表面

240屏蔽件殼體

242側(cè)壁

244架

246連接器

270目標(biāo)

300部分

310激光射束

312激光路徑

314射束開口

316構(gòu)件

318附接表面

320屏蔽件

322通孔

324內(nèi)部表面

326面朝構(gòu)件表面

328面朝目標(biāo)表面

330側(cè)向表面

340連接器

370目標(biāo)

400屏蔽件

410面朝噴嘴表面

412面朝目標(biāo)表面

414側(cè)壁表面

416直徑

418高度

420通孔

422直徑

430排泄特征

432排泄特征

434排泄特征

600屏蔽件坯料

600示例屏蔽件坯料

610頂表面

612底表面

614側(cè)向表面

630排泄特征

632排泄特征

634排泄特征

800屏蔽件

810頂表面

812底表面

814側(cè)向表面

820通孔

1000示例方法

1010步驟

1020步驟

1030步驟

1040步驟

1050步驟

1060步驟。

具體實施方式

如在上面指示的，本公開提供了用于在液體引導(dǎo)激光切割工具中使用的保護(hù)屏蔽件(以及相關(guān)的系統(tǒng)和方法)。改進(jìn)的保護(hù)屏蔽件可延伸在聯(lián)接裝置的排放噴嘴與目標(biāo)工件之間的距離，從而沿液體引導(dǎo)激光路徑放置剛性保護(hù)屏障，該屏障既保護(hù)聯(lián)接裝置也保護(hù)其他上游構(gòu)件，且在排放噴嘴與工件之間的更長距離上保持液體引導(dǎo)激光射束的完整性。屏蔽件在排放噴嘴與工件之間定位在液體引導(dǎo)激光路徑中。屏蔽件包括用于液體引導(dǎo)激光路徑的通孔，且屏蔽件材料可為非反射性的，以使得與激光射束的干涉最小化。剛性保護(hù)屏蔽件的厚度可保護(hù)液體引導(dǎo)激光路徑免受中斷，包括反射的激光和等離子體光，且增大用于保護(hù)上游構(gòu)件免受釋放的材料(諸如來自工件的消融材料的顆粒和/或偏轉(zhuǎn)的液體)的屏蔽件的耐久性和使用壽命。

圖1示出示例液體引導(dǎo)激光切割工具系統(tǒng)100。激光源110聯(lián)接于激光光學(xué)模塊112，激光光學(xué)模塊112使用光學(xué)構(gòu)件以將激光聚焦成射束。激光光學(xué)模塊112將激光射束引導(dǎo)到聯(lián)接組件120中。側(cè)向定位組件114可設(shè)在激光光學(xué)模塊112與聯(lián)接組件120之間，以輔助激光射束的側(cè)向定位。聯(lián)接組件120接收來自液體源122的液體(諸如水)，且迫使液體進(jìn)入液體射流中，可通過該液體射流引導(dǎo)激光射束，從而形成液體引導(dǎo)激光射束130。液體引導(dǎo)激光射束130出現(xiàn)在聯(lián)接組件120的底部的面對目標(biāo)170的排放噴嘴124，且跟隨液體引導(dǎo)激光路徑132從排放噴嘴124到目標(biāo)170。聯(lián)接組件120還可接收來自氣體源126的保護(hù)氣體140，且在液體引導(dǎo)激光路徑132附近排放保護(hù)氣體140。在一些實施例中，保護(hù)氣體140的保護(hù)層沿液體引導(dǎo)激光路徑132的主要部分包圍液體引導(dǎo)激光射束130。

系統(tǒng)100還可包括噴嘴帽150。噴嘴帽150包圍且保護(hù)液體引導(dǎo)激光射束130且延伸從聯(lián)接組件120的排放噴嘴124到目標(biāo)170的距離。噴嘴帽150還可用于在液體引導(dǎo)激光路徑132附近引導(dǎo)保護(hù)氣體140。噴嘴帽150可包括末梢表面152和射束開口154，射束開口154用于允許液體引導(dǎo)激光射束130朝目標(biāo)170行進(jìn)離開噴嘴帽150。噴嘴帽150還可包括一個或更多個氣體端口(未示出)，以用于允許保護(hù)氣體140從噴嘴帽150流動且包圍液體引導(dǎo)激光射束130。

系統(tǒng)100還包括屏蔽件160，屏蔽件160在液體引導(dǎo)激光射束130接近目標(biāo)170保護(hù)液體引導(dǎo)激光射束130，且防止射束中斷和回到系統(tǒng)100其他構(gòu)件的碎片。屏蔽件160位于液體引導(dǎo)激光路徑132中，使得液體引導(dǎo)激光射束130行進(jìn)穿過由屏蔽件160限定的通孔162。在示出的示例中，通孔162具有足夠的大小，使得液體引導(dǎo)激光射束130和保護(hù)氣體140的周圍屏障可行進(jìn)穿過屏蔽件130。在示出的示例中，屏蔽件160的位置由屏蔽件殼體164維持，屏蔽件殼體164通過附接組件166可移除地附接于噴嘴帽150的末梢表面152。在下面參照圖2-9更詳細(xì)地描述示例屏蔽件和用于維持相對于液體引導(dǎo)激光射束的屏蔽件位置的構(gòu)造。

圖2示出了液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)(諸如圖1的液體引導(dǎo)激光切割工具系統(tǒng)100)的部分200的特寫圖。液體引導(dǎo)激光射束210跟隨液體引導(dǎo)激光路徑212通過構(gòu)件216(諸如噴嘴帽的頂部或聯(lián)接組件的排放噴嘴)的射束開口214。在所示的示例中，保護(hù)氣體218也存在于射束開口214的附近且包圍液體引導(dǎo)激光射束210。屏蔽件220位于液體引導(dǎo)激光路徑212中，且具有通孔222，液體引導(dǎo)激光射束210行進(jìn)穿過該通孔222。在所示的示例中，通孔222確定大小成允許保護(hù)氣體218的層在通孔222的內(nèi)部表面224與液體引導(dǎo)激光射束210之間在液體引導(dǎo)激光射束210周圍流動。屏蔽件220具有面朝構(gòu)件表面226、面朝目標(biāo)表面228、和側(cè)向表面230。屏蔽件由屏蔽件殼體240相對于液體引導(dǎo)激光路徑保持在合適的位置中。屏蔽件殼體240包括側(cè)壁242，側(cè)壁242可移除地接合于屏蔽件220的側(cè)向表面230。側(cè)壁242包括固持架244，固持架244輔助將屏蔽件220固持在屏蔽件殼體240中。屏蔽件殼體240還包括連接器246，連接器246將屏蔽件殼體240可移除地附接于構(gòu)件216。例如，連接器246可為可移除的粘合劑或機(jī)械連接器，其與構(gòu)件216的連接特征(未示出)接合。屏蔽件殼體240可適應(yīng)多種屏蔽件厚度，以及提供在屏蔽件220上方用于適應(yīng)保護(hù)氣體218貯存器的空間。液體引導(dǎo)激光射束210示為使目標(biāo)270的表面消融，且屏蔽件220的面朝目標(biāo)表面228提供對消融的材料和反射的液體的保護(hù)屏障。

圖3示出了利用用于定位屏蔽件320的備選構(gòu)造的液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的部分300的特寫圖。液體引導(dǎo)激光射束310跟隨液體引導(dǎo)激光路徑312通過構(gòu)件316(諸如噴嘴帽的端部或聯(lián)接組件的排放噴嘴)的射束開口314。屏蔽件320位于液體引導(dǎo)激光路徑312中，且具有由內(nèi)部表面324限定的通孔322，且液體引導(dǎo)激光射束310行進(jìn)穿過該通孔322。屏蔽件320具有面朝構(gòu)件表面326、面朝目標(biāo)表面328、和側(cè)向表面330。在該構(gòu)造中，屏蔽件320利用連接器340在附接表面318處直接且可移除地附接于構(gòu)件316。例如，連接器340可為可移除的粘合劑或機(jī)械連接器，其與構(gòu)件316的附接表面318上的連接特征(未示出)接合。在一個實施例中，連接特征(未示出)并入屏蔽件320的面朝構(gòu)件表面326中，且相容的連接特征(未示出)并入構(gòu)件316的附接表面318中，諸如有螺紋的或有座的連接特征。液體引導(dǎo)激光射束310示為消融目標(biāo)370的表面，且屏蔽件320的面朝目標(biāo)表面328提供對消融的材料和反射的液體的保護(hù)屏障。

圖4和5示出了示例屏蔽件400的透視圖和仰視圖。屏蔽件400包括處于具有限定在其中的各種負(fù)特征的圓柱體的形狀的剛性主體。屏蔽件400包括頂部或面朝噴嘴表面410和底部或面朝目標(biāo)表面412。屏蔽件400還包括側(cè)壁表面414。在一些實施例中，側(cè)壁表面414作用為附接表面，諸如當(dāng)使用殼體來維持屏蔽件400的位置時，其中殼體周向地接合側(cè)壁表面410。在其他實施例中，面朝噴嘴表面410或面朝目標(biāo)表面412的一部分可單獨(dú)地或與彼此和/或側(cè)壁表面414結(jié)合地提供附接表面。屏蔽件400的圓柱體具有直徑416和高度418。屏蔽件400的高度418還可稱為屏蔽件400的厚度。在一些實施例中，屏蔽件400的高度418將為至少0.050"。

屏蔽件400限定通孔420。通孔420具有直徑422。當(dāng)使用時，通孔420位于液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的液體引導(dǎo)激光路徑中。在一些實施例中，屏蔽件400定位為使得通孔420的中心與液體引導(dǎo)激光路徑的中心對準(zhǔn)。通孔420的直徑422大于其被設(shè)計成用于的液體引導(dǎo)激光射束(包括激光射束和液體射流柱二者)的直徑。在一些實施例中，通孔420的直徑422大于液體引導(dǎo)激光射束的直徑，使得在液體引導(dǎo)激光射束的所有側(cè)上都存在有足夠的空間，以允許合理的保護(hù)氣體層的流，而不形成如此大的空間而使得難以固持保護(hù)氣體或者通孔變得如此大以至于其在防止液體引導(dǎo)激光射束中斷方面的效力顯著降低。在一些實施例中，直徑422將為至少0.020"。通過屏蔽件400的通孔420的液體引導(dǎo)激光路徑的長度等于屏蔽件400的厚度或高度418。

在一些實施例中，屏蔽件400的物理尺寸是關(guān)于通孔420的直徑422限定的，直徑422又由屏蔽件400意圖與之一同工作的液體引導(dǎo)激光射束的直徑范圍限定。屏蔽件400的厚度或高度418大體上是通孔420的直徑422的至少兩倍，或至少是2：1比率。在所示的示例屏蔽件中，高度418是通孔420的直徑422的近似三倍，或3：1比率。在一些實施例中，可采用直到10：1比率的厚度，且甚至更大的厚度與通孔直徑比率可為可能的。在一個實施例中，對于5：1比率，屏蔽件400的高度418是近似0.1"，且通孔420的直徑422近似0.02"。在備選實施例中，對于4：1比率，屏蔽件400的高度418是近似0.160"，且通孔420的直徑422是近似0.040"。注意，可優(yōu)選生產(chǎn)具有不同通孔直徑同時維持一致厚度的多個屏蔽件，從而形成厚度與通孔比率方面的變化，但它們都保持在合理范圍內(nèi)。

在一些實施例中，屏蔽件400的直徑416由用于在液體引導(dǎo)激光路徑中定位屏蔽件的附接機(jī)構(gòu)限定，附接機(jī)構(gòu)諸如殼體、載體、或意圖適應(yīng)和接合側(cè)壁表面414的其他安裝件。屏蔽件400的直徑416可仍關(guān)于與通孔420的直徑422的比率來表達(dá)，但其通孔具有不同直徑的多個屏蔽件可具有相同屏蔽件直徑，以與共同附接機(jī)構(gòu)相容。這可形成通孔直徑與屏蔽件直徑的比率之內(nèi)的變化，但它們將大體上落入通常范圍內(nèi)。屏蔽件直徑與通孔直徑的比率大體上是至少3：1。在示例屏蔽件400中，屏蔽件400的直徑416與通孔420的直徑422的比率是近似8：1。

屏蔽件400還可限定一個或更多個排泄特征430、432、434。排泄特征可大體上用于如下實施例中，在該實施例中，屏蔽件400作為屏蔽件坯料位于液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)中，且液體引導(dǎo)激光射束用于產(chǎn)生通孔420。排泄特征的目的可為減少在其他情況下可困在屏蔽件400的頂表面410與液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的最接近構(gòu)件之間、直到通孔420完成的流體和消融的材料。排泄特征的數(shù)量、大小、和形狀可變化，而不顯著地改變屏蔽件400的功能。取決于屏蔽件400是否配置在殼體中，用于連接的連接器和屏蔽件表面以及特定屏蔽件的厚度和形狀可影響排泄特征的布置。

用于屏蔽件100的材料選擇與其剛性和其他保護(hù)特征相關(guān)。在一些實施例中，屏蔽件100的剛性主體由單件整體材料形成。屏蔽件材料可因它們的剛性和對機(jī)械磨損的耐性來選擇。一些示例材料可包括碳化鎢、氮化硼、和陶瓷基質(zhì)復(fù)合物。屏蔽件材料可大體上選擇為具有大于200gpa的楊氏模量。在一些實施例中，具有400或更大的楊氏模量的材料可為優(yōu)選的。除了材料剛度之外，具有低反射率的材料也可為合乎需要的，以減少反射且減少與液體引導(dǎo)激光射束的干涉。例如，碳化鎢、氮化硼、和一些陶瓷基質(zhì)復(fù)合物是基本上非反射性的且看起來是黑色的。反射率在通過屏蔽件400的射束路徑附近可為最重要的。因此，通孔和接近通孔的頂表面和底表面附近的材料可優(yōu)選地為非反射性的，而屏蔽件400的其他表面可不具有同樣的要求。

圖6和7示出示例屏蔽件坯料600，其諸如可用于制作上面的圖4和5中的屏蔽件400。在所示的示例中，屏蔽件坯料600具有與屏蔽件400基本上相同的特征，包括頂表面610、底表面612、側(cè)向表面614、和排泄特征630、632、634。然而，屏蔽件坯料600缺乏液體引導(dǎo)激光射束可行進(jìn)穿過的通孔。通孔利用液體引導(dǎo)激光射束在屏蔽件坯料中制作，而非在安裝在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)中之前在屏蔽件坯料600中加工通孔。該過程可簡化通孔與液體引導(dǎo)激光路徑的對準(zhǔn)。

圖8和9示出另一示例屏蔽件800，其中在安裝和定位在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)中之前已加工了通孔820。屏蔽件800可基本上類似于以上屏蔽件400設(shè)計，包括頂表面810、底表面812、側(cè)向表面814、和通孔820。預(yù)先鉆取通孔820的優(yōu)點可為消除了排泄特征。

圖10示出了在液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)中使用屏蔽件(諸如以上關(guān)于圖1-9描述的屏蔽件和系統(tǒng))的示例方法1000。在步驟1010中，屏蔽件相對于液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的液體引導(dǎo)激光路徑定位，具有面對系統(tǒng)的其他構(gòu)件的頂表面和面對目標(biāo)或工件的底表面。例如，屏蔽件可在有或沒有屏蔽件殼體的情況下附接于噴嘴帽或聯(lián)接組件的排放噴嘴附近。在步驟1020中，評估屏蔽件，以確定其是具有通孔且預(yù)備使用，還是需要通孔的屏蔽件坯料。如果它不是屏蔽件坯料且具有預(yù)備使用的通孔，則方法前進(jìn)至步驟1040。如果它是屏蔽件坯料且不具有功能通孔，則方法前進(jìn)至步驟1030。在步驟1030中，在屏蔽件坯料中形成通孔，以使其為功能屏蔽件。例如，液體引導(dǎo)激光射束可用于沿液體引導(dǎo)激光射束路徑消融屏蔽件材料，直到形成通孔。在具有允許液體引導(dǎo)激光射束從排放噴嘴到目標(biāo)的不被遮斷的通路的功能通孔的情況下，方法前進(jìn)至步驟1040。在步驟1040中，目標(biāo)按照液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的預(yù)期操作由液體引導(dǎo)激光射束消融。目標(biāo)的消融導(dǎo)致碎片和反射的液體和干擾。在步驟1050中，屏蔽件操作以保護(hù)穿過屏蔽件的液體引導(dǎo)激光路徑，以及保護(hù)路徑、射束完整性、和沿射束路徑在屏蔽件上方的其他系統(tǒng)構(gòu)件。非期望的材料由屏蔽件的面對目標(biāo)表面偏轉(zhuǎn)，且液體引導(dǎo)激光射束、通孔的有限直徑、和穿過屏蔽件厚度的相對長的路徑長度的組合進(jìn)一步防止材料滲透到上構(gòu)件中。在步驟1060中，檢查屏蔽件的磨損。如果屏蔽件被磨損超過期望狀態(tài)，則磨損的屏蔽件可在步驟1070中移除且通過返回至步驟1010來替換。否則，液體引導(dǎo)激光系統(tǒng)的操作可通過返回至步驟1040而繼續(xù)。

以上附圖示出了根據(jù)本公開的若干實施例的相關(guān)操作過程中的一些。應(yīng)注意到的是，在一些備選實施方式中，所描述的動作可不按所描述的順序發(fā)生，或者實際上可基本上同時地執(zhí)行或以相反的順序執(zhí)行，這取決于所涉及的動作。

本文中使用的用語僅用于描述特定實施例，且不意圖限制本公開。如在本文中使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”意圖也包括復(fù)數(shù)形式，除非在上下文中另外清楚地指出。還應(yīng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用時，用語“包括”和/或“包括…的”規(guī)定所敘述的特征、整體、步驟、操作、元件、和/或構(gòu)件的存在，但不排除一個或更多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、構(gòu)件、和/或它們的組的存在或添加。

所附權(quán)利要求中的所有方式或步驟加功能元件的相應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動作和等同物意圖包括如所具體要求保護(hù)的用于與其他要求保護(hù)的元件結(jié)合地執(zhí)行該功能的任意結(jié)構(gòu)、材料、或動作。已出于例示和描述的目的提出了本公開的描述，但其不意圖為詳盡的，或是限于處于所公開形式的公開內(nèi)容。很多更改和變更將對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，而不脫離本公開的范圍和精神。實施例被選擇和描述為以便最好地解釋本公開的原理和其實際應(yīng)用，且因此使其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解具有適于所構(gòu)想的特定用途的各種修改的各種實施例的公開內(nèi)容。