激光加工原理
激光加工的原理
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激光加工的原理
激光加工的原理是利用一种叫做激光的光束进行加工,它有一定的波长和能量,即光束有形成特定的空间图形及属性,这样它具有一定的效率,能够将能量转换为加工能量。
激光加工是通过把激光加工机械手及相关加工设备控制系统所控制的激光器连接起来,用激光光束作为加工介质,把激光聚焦到加工部位,将其热能转换为热能的方式来加工硬质物料。
激光加工的原理是基于量子力学的原理,它可以通过光子的特性来加工材料。
根据多光子激发(MPE)原理,当激光照射到金属材料表面时,它会把金属表面形成一层薄膜,这层薄膜可以形成一定厚度的抛物面,从而形成激光切割孔。
然后,电离向量再将金属融化或改变形状,然后再继续加工处理。
另一方面,激光加工机床可以根据低相对能量密度的激光波来热加工。
这些激光波的热传导率是由光束束径和能量大小及波长等决定的。
使用高功率的激光,就可以形成足够的热量来瞬间将材料转变成熔融状态,从而可以实现快速、定点、精确的加工。
激光加工的优点在于它可以进行精准加工,加工时间短,成本低,它可以加工几乎所有的塑料或金属,它的加工要求精度高,加工精度高,加工表面质量好,有效抵抗高温,节约能源,可以高速加工,可以大批量制作,非常方便。
总的来说,激光加工的原理是利用激光束来热加工金属材料,它可以及时改变激光光束的形状和特性以达到加工质量,同时减少加工成本,提高生产效率。
激光加工的原理特点及应用
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激光加工的原理特点及应用一、激光加工的原理激光加工是一种利用激光束对材料进行加工的方法。
它使用高能量密度的激光束对材料表面进行加热或熔化,从而实现切割、焊接、打孔等加工过程。
激光加工的原理主要包括以下几个方面:1.激光的产生:激光是由激光器生成的一束高度聚焦的光束。
激光器通过受激辐射的原子或分子发出具有特定波长和方向性的光,形成激光束。
2.激光的聚焦:激光束经过透镜或反射镜的作用,可以将光束聚焦到小尺寸的区域。
聚焦后的激光束具有高能量密度,可使材料表面产生高温。
3.激光与材料的相互作用:激光束照射到材料表面时,光能会被材料吸收、反射或透射。
当光能被吸收时,材料会发生热量的积累,引起温度升高。
4.材料的热效应:当材料受到高温的作用时,可能会发生熔化、汽化、气化或蒸发等现象。
材料的热效应决定了激光加工的效果。
二、激光加工的特点激光加工具有以下几个特点,使其在许多领域得到了广泛应用:1.高能量密度:激光束具有高度聚焦的特性,能够将高能量集中在很小的区域内。
因此,激光加工可以在微观尺度上进行精确加工,实现高精度的加工效果。
2.无接触加工:激光加工是一种非接触加工方法,即激光束不需要直接接触材料表面,避免了材料污染和机械损伤的可能性。
3.热影响区小:激光加工主要通过瞬时高温作用于材料表面,对材料的热影响区域较小,减少了加工过程中的热变形和残余应力。
4.处理速度快:激光加工具有高加工速度的特点,可以在短时间内完成大量的加工任务,提高了生产效率。
5.可加工多种材料:激光加工适用于各种硬度和脆性的材料,包括金属、非金属、塑料等。
不同材料对激光的吸收和反射特性不同,因此可以选择不同类型的激光器进行加工。
三、激光加工的应用激光加工在许多应用领域都得到了广泛的应用,以下列举了几个常见的应用领域:1.制造业:激光切割、激光焊接和激光打孔是制造业中常用的激光加工方法。
激光加工可以对金属板材、管材、零件等进行精确加工,提高产品的质量和生产效率。
激光加工的基本原理
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激光加工的基本原理
激光加工是一种利用高能激光束对材料进行切割、刻蚀、焊接等加工的技术。
其基本原理是利用激光器产生的高能激光束,通过光束发射装置将其聚焦成高能密集的光点,然后将光点扫过待加工材料表面,使材料在激光束的作用下发生熔化、汽化、氧化或剥离等反应,从而实现对材料的精密加工。
激光加工的原理主要涉及以下几个方面:
1. 激光器:利用激光介质(如气体、固体或半导体等)在外界激励下产生激光。
2. 光束发射装置:将激光束聚焦成一束高能密集的光点,可通过透镜、反射镜等光学元件实现。
3. 材料与激光的相互作用:激光束照射到材料表面后,其能量将被吸收、反射或透射。
吸收能量最多的材料通常是适合激光加工的材料。
4. 加工过程:激光束在加工材料表面形成极小的热源,使材料局部加热,进而发生熔化、汽化、氧化或剥离等反应。
加工方法包括切割、刻蚀、焊接等。
激光加工的优势主要有以下几个方面:
1. 高精度:激光束聚焦成极小的光点,可实现对材料的精细加工,具有较高的加工精度和分辨率。
2. 高效率:激光加工速度快,加工效率高,适用于批量生产和大规模加工。
3. 无接触加工:激光加工过程中,材料和激光之间没有物理接触,可避免材料的污染和变形。
4. 宽材料适应性:激光加工可适用于多种材料,包括金属、塑
料、陶瓷等。
5. 灵活性:激光加工可实现对复杂形状的加工,可根据需要进行定制和个性化设计。
总之,激光加工通过高能激光束对材料进行加工,具有高精度、高效率、无接触、宽材料适应性和灵活性等优势,广泛应用于制造业、电子工业、医疗器械、航空航天等领域。
激光加工工作原理
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激光加工工作原理激光加工是一种利用高能量密度的激光束对材料进行切割、焊接、打孔等加工的方法。
其工作原理主要包括激光产生、激光传输、激光聚焦、激光作用以及加工控制等方面。
1.激光产生激光的产生是通过激发介质在特定环境下产生的。
通常使用的是气体、液体或固体介质,如二氧化碳、氢气、氮气、金属等。
在介质中加入特定元素,如二氧化碳气体,通过放电或燃烧等方法将介质加热到高温状态,然后通过反射镜和透镜的组合将光能聚焦到一点上,形成高能量密度的激光束。
2.激光传输产生的激光需要通过传输系统将其传输到加工区域。
传输过程中,激光束通常会被封闭在保护罩内,以防止激光辐射对工作人员和环境造成伤害。
同时,还需要使用光导纤维或反射镜等装置将激光传输到加工区域。
3.激光聚焦在加工区域,激光束需要通过聚焦系统将其缩小到一定尺寸,以便进行精细的加工操作。
聚焦系统通常由一组反射镜和透镜组成,可以将激光束缩小到微米级别,从而实现对材料的精细加工。
4.激光作用聚焦后的激光束会作用在材料表面上,根据不同的加工需求进行切割、焊接、打孔等操作。
激光作用过程中,材料表面的温度会迅速升高,导致材料熔化、汽化或发生化学反应,从而实现加工操作。
5.加工控制激光加工过程中需要对其进行精确控制,以确保加工质量和效率。
控制系统中通常包含各种传感器和执行器,如位置传感器、速度传感器、功率传感器等,用于监测和控制激光束的位置、速度和功率等参数。
同时,还需要使用计算机数控系统对加工过程进行精确控制,实现自动化加工。
总之,激光加工工作原理是通过产生高能量密度的激光束,将其传输到加工区域并进行聚焦操作,然后对材料表面进行作用实现加工操作。
整个过程需要精确控制以确保加工质量和效率。
第五章 激光加工
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频率的脉冲激光器。
• 切割金属材料:同轴吹氧工艺
• 切割布匹、纸张、木材等易燃材料:同轴吹保护
气体(二氧化碳、氮气等)
激 光 加 工
三、激光刻蚀打标记
• 小功率的激光束可用于对金属或非金属表面进行 刻蚀打标,加工出文字图案或工艺美术品。例如, 可在竹片上刻写缩微的孙子兵法、毛主席诗词等。 • 激光还可用于表面热处理、表面改性等加工。
激 光 加 工
激 光 加 工 根据光的量子学说,又可以认为光是一种具有一定能量 的以光速运动的粒子流,这种具有一定能量的粒子就称为光 子。不同频率的光对应于不同能量的光子,光子的能量与光 的频率成正比,即
E = hν
式中:E—光子能量; —光的频率;
h—普朗克常数。
一束光的强弱与这束光所含的光子多少有关,对同一频率 的光来说,所含的光子数多,即表现为强;反之,表现为弱。
2、按工作 方式分类
(一) 固体激光器
1.固体激光器的基本组成: 工作物质、光泵(脉冲氙灯)、玻璃套管、滤光液、冷却水、
聚光器、谐振腔等
激 光 加 工
光学谐振腔作用:
是选择频率一定、方向一致的光作最优先的放大,而把其
他频率和方向的光加以抑制。如图,凡不沿谐振腔轴线运动的 光子均很快逸出腔外,与工作介质不再接触。沿轴线运动的光
激 光 加 工
第一节 激光加工的原理与特点 (一)光的物理概念及原子的发光过程 1.光的物理概念
光具有波粒二象性。根据光的电磁学说,可以 认为光实质上是在一定波长范围内的电磁波。
c λ= ν
人们能够看见的光称为可见光,它的波长为0.4~0.76 μm。可见光根据波长不同分为红、橙、黄、绿、蓝、 青、紫等七种光,波长大于0.76的称红外光或红外 线,小于0.4的称紫外光或紫外线。
激光加工
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• 1)光泵是供给工作物质光能用的,一般都用氙 灯或氪灯作为光泵。 • 2)聚光器的作用是把氙灯发出的光能聚集在工 作物质上,一般可将氙灯发出来的 80% 左右的 光能集中在工作物质上。 • 3)谐振腔由两块反射镜组成,其作用是使激光 沿轴向来回反射共振,用于加强和改善激光的输 出。 • 2、固体激光器的分类 • 固体激光器常用的工作物质有红宝石、钕玻璃和 掺钕钇铝石榴石三种。
• 3、激光的产生 • 以红宝石为例,基本成分是氧化铝,其中掺有 0.05% 的氧化铬,能发射激光的是正铬离子。当 脉冲氙灯照射红宝石时,使处于基态 E1的铬离 子大量激发到En状态,由于 En寿命很短, En状 态的铬离子又很快地跳到寿命较长的亚稳态 E2 (无辐射转换)。如果照射光足够强,就能够在 千分之三秒时间内,把半数以上的原子激发到高 能级 En,并转移到 E2。这时当有频率为ν = (E2- E1)/h的光子去照射 “刺激” 它时,就可 以产生从能级 E2到 E1的受激辐射跃迁,出现雪 崩式连锁反应,发出频率(E2- E1)/h的单色性 好的光,这就是激光。
• 2、氩离子激光器 • 氩离子激光器是惰性气体氩 (Ar)通过气 体放电,使氩原子电离并激发。由于氩激 光器波长短,发散角小,所以可用于精密 微细加工,如用于激光存贮光盘基板的蚀 刻制造等。 • 氩离子激光器发出的谱线很多,最强的是 波长为 0.5145μm 的绿光和波长为 0.4880μm 的蓝光。
• 2、激光加工的特点 • 1)聚焦后,激光加工的功率密度极高达 108~1010W/cm2 ,光能转化为热能,几乎 可以熔化、气化任何材料。 • 2)激光光斑大小可以聚焦到微米级,输 出功率可以调节,因此可用以精密微细加 工。 • 3)加工所用工具是激光束,是非接触加 工,所以没有明显的机械力,没有工具损 耗问题。加工速度快、热影响区小,容易 实现加工过程自动化。
激光加工的原理特点应用
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激光加工的原理特点应用一、激光加工的原理激光加工是一种利用高能量激光对材料进行加工的技术。
其原理基于激光的特性和相应的相互作用过程。
1. 激光的特性•高亮度:激光具有高亮度,即光束中的光子数目非常高。
•高单色性:激光是一种单色光,光的频率非常纯净。
•高相干性:激光具有相干性,光波的振动方向具有一定的规律。
2. 激光与材料的相互作用•吸收:激光进入材料后,会被材料吸收,能量转化为材料内部的热能。
•散射:激光与材料相互作用时,可能会发生散射现象,即光线改变了方向。
•光热效应:激光加工中,激光光束的能量转化为热能,使材料局部融化或汽化。
二、激光加工的特点1. 高精度激光加工具有非常高的精度。
由于激光光束的单色性和聚焦性,可以实现对材料的精细加工,尺寸控制在微米级别。
2. 无接触加工激光加工是非接触式加工技术,光束直接作用于材料表面,无需实体接触。
这种无接触性让激光加工可以对脆性材料、高硬度材料以及容易变形的材料进行加工,避免了物理性力量对材料造成的损伤。
3. 操作灵活激光加工可以通过调整激光的功率、频率、焦点位置和扫描速度等参数来实现不同的加工效果。
这使得激光加工具有操作灵活性,适应性强,能够满足不同材料和产品的加工需求。
4. 高速加工激光加工速度快,加工效率高。
由于激光光束具有较高的功率密度,能够在瞬间对材料进行加热、熔化和汽化。
这种高速加工能够极大地提高生产效率,适用于大批量加工生产。
5. 广泛应用激光加工技术广泛应用于各个领域。
例如,激光切割用于金属材料、塑料材料的切割加工;激光打标用于产品标记和编号;激光焊接用于金属零件的焊接;激光雕刻用于木材、石材、玻璃的雕刻等等。
三、激光加工的应用1. 工业制造激光加工在工业制造中扮演着重要的角色。
例如,激光切割技术可用于汽车制造中的车身零件切割,减少了材料浪费和加工时间;激光焊接技术可用于焊接不易访问到的位置,提高了焊接质量和生产效率。
2. 电子设备制造激光加工在电子设备制造中有广泛的应用。
简述激光加工原理
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简述激光加工原理
激光加工是利用激光束对材料进行切割、焊接、打孔、刻印等加工工艺,其原理包括以下几个方面:
1. 激光生成:激光加工通常使用气体、固体或半导体等材料产生激光。
通过将能量输入到材料中,激发其原子或分子从低能级跃迁到高能级,从而形成光子的放射。
2. 激光放大:通过光纤、杆状介质等介质,将激光束放大为足够高强度的激光束,以便在加工中产生所需的能量密度。
3. 激光聚焦:通过凸透镜或反射镜等光学组件,将激光束聚焦到一个较小的点上,从而实现高能量密度的集中。
4. 材料与激光相互作用:激光束照射到材料上时,会引起材料的吸收、反射和透射等现象,其中吸收是主要的作用方式。
材料吸收激光能量后,表面温度升高,产生蒸发、熔化或烧蚀等现象。
5. 材料去除或改变:根据加工需求,激光能够将材料表面部分或全部去除,或者改变材料的性质,例如将金属切割成特定形状、将塑料焊接在一起等。
6. 控制系统:激光加工设备配备了高精度的控制系统,可以控制激光束的功率、聚焦距离和扫描速度等参数,从而实现复杂的加工过程。
综上所述,激光加工通过激光束的聚焦和控制,使材料与激光相互作用,从而实现对材料的切割、焊接和加工等操作。
激光加工具有高精度、高效率和无接触等优势,在工业制造、医疗器械和电子等领域得到广泛应用。
紫外激光加工原理
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紫外激光加工原理
紫外激光加工是一种利用紫外激光对物体进行加工和处理的技术。
其原理主要涉及光的吸收、电荷转移、能量转化和热影响等过程。
首先,紫外激光通过光的吸收作用,将光能转换为物质的电荷能量。
当紫外激光与物体表面相互作用时,激光能量被材料表面吸收,引起表面电子的跃迁,从而形成带电粒子。
其次,通过电荷转移作用,紫外激光的能量被传递给物体内部的分子和原子。
在光与材料表面交互作用的过程中,带电粒子会在材料内部迁移,并将能量传递给相邻的分子或原子。
接着,能量转化是紫外激光加工中的关键过程。
经过电荷转移后,能量会被转化为物体内部的热能。
这是因为带电粒子的运动会导致物质分子和原子的振动,从而使能量转化为热能。
最后,热影响是紫外激光加工的结果之一。
由于紫外激光加工时产生的热能,会对物体的结构和性质造成影响。
如加工过程中产生的高温可能导致物体的熔化、烧蚀或变质等。
综上所述,紫外激光加工主要通过光的吸收、电荷转移、能量转化和热影响等原理来对物体进行加工和处理。
它在微加工、光刻、材料改性等领域具有广泛的应用前景。
激光加工工艺原理与创新技术探索
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激光加工工艺原理与创新技术探索激光加工工艺是一种基于激光技术的加工方法,利用激光束对材料进行热熔、热蒸发或者热氧化等过程,实现对材料的切割、焊接、打孔、雕刻等加工操作。
在工业生产中,激光加工工艺已经广泛应用于各个领域,成为了一种重要的加工方法。
激光加工的原理是利用激光器将能量转换为具有很高能量密度和比较单色性的激光束。
激光束经过聚焦透镜进行聚焦,形成一个热点。
当激光束照射到材料表面时,光能被吸收并转化为热能,使材料表面温度升高。
当温度升高到一定程度时,材料就会发生熔化、蒸发或氧化等反应,从而实现对材料的加工。
激光加工的优势在于可以实现高精度、非接触、无切削力的加工操作。
与传统的机械加工方法相比,激光加工不会对材料产生应力和变形,可以实现对复杂形状和特殊材料的加工。
此外,激光加工速度快、能耗低,具有较高的自动化程度。
因此,激光加工工艺被广泛应用于微电子、光电子、汽车制造、航空航天等领域。
在激光加工工艺方面,近年来出现了一些创新技术。
首先是光纤激光器技术的发展。
传统的激光器通常比较庞大,不能灵活应用于狭小的加工空间。
而光纤激光器则具有体积小、功率稳定等优势,可以满足对高细节精度的加工要求。
其次是激光成形技术的发展。
传统的激光加工通常是通过移动工件来实现加工,而激光成形则是通过移动激光束来实现加工。
激光成形技术可以实现对工件的整体加工,可以大大提高加工效率和加工精度。
再次是激光微纳加工技术的发展。
激光微纳加工是指利用激光加工方法对微米或纳米尺度的结构进行加工。
这种技术可以实现对微机电系统、集成光学器件、微纳传感器等微米尺度器件的制备。
激光微纳加工技术具有加工精度高、加工表面质量好、加工速度快等特点,可以满足精度要求较高的微纳加工需求。
最后是激光增材制造技术的发展。
激光增材制造是一种通过逐层加工的方式,将材料层层叠加形成三维实体的加工方法。
激光增材制造技术可以实现对复杂形状、多材料的器件的制备,具有很大的潜力在航空航天、生物医学等领域得到应用。
激光加工
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激光加工原理及工艺摘要:激光加工作为一种特种加工工艺,从20世纪60年代发展起来现在已是相当成熟的一种特种加工技术。
与传统加工工艺不同,激光加工是利用光的能量,经过透镜聚焦,在焦点上达到很高的能量密度,靠光热效应来加工各种材料。
激光束具有强度高,密度大,可以在空气介质中加工各种材料,在现代工业加工行业中应用越来越广泛。
由于激光加工其本身的各种优点,包括激光功率密度大、应力和热变形小、加工速度快、加工精密等。
无与伦比的优势使激光加工在激光打孔,激光打标、激光切割、电子器件的微调、激光焊接、热处理以及激光存储等各个领域,得到越来越多的应用。
激光技术在现代工业中应用显示出来其独特的优越性,所以受到人们的广泛重视,应用激光的行业包括机械行业、电子行业、制衣皮革等等。
未来激光加工会得到更大的应用。
关键词: 特种加工激光加工辐射。
引言:激光技术是20世纪60年代初诞生的,而且迅速发展的一门高新技术,他的出现深化了人们对光的认识,扩展了光为人类服务的领域。
激光加工在工业领域加速了人们对传统加工的改造,为现代工业加工技术提供了新的手段。
激光加工具有以下优点:(1)激光束能量高度集中,加工区域小,因而热变形小。
(2)加工质量和精度高。
(3)工件不受尺寸和形状限制(4)不需要冷却介质,而且无污染,噪声小劳动强度低,效率高。
正文1。
激光加工的原理(1)激光的产生光的产生于光源内部原子的远动状态有关。
原子内的原子核与核外电子间存在着相互吸引与排斥。
电子按一定半径的轨道围绕原子核旋转,当原子吸引一定的外来能量或向外释放一定的能量时,核外电子的运动轨道半径将发生改变,即产生能级变化,并发出光。
激光就是由处于激发状态的原子,离子或分子受激辐射而发出的光。
产生的方式有自发辐射、受激吸收、受激辐射、离子数反转。
(2)激光的特性方向性好,强度高能量集中,单色性好,相干性好(3)加工的原理激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后能达到很高的能量密度的特性,依靠光热效应来加工各种材料。
光学设备制造中的激光微加工技术教程
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光学设备制造中的激光微加工技术教程激光微加工技术是一种高精度加工方法,广泛应用于光学设备制造中。
本技术利用激光束的高能量密度和高定位精度,可以对各种材料进行微米尺度的加工和加工。
在光学设备的制造过程中,激光微加工技术不仅可以提高制造效率,还可以提高制造精度。
本文将介绍激光微加工技术的原理、应用领域以及加工过程中需要注意的事项。
一、激光微加工技术原理激光微加工技术利用一束高强度激光束对工件表面进行加热或烧蚀,实现精密的加工效果。
激光微加工技术的原理主要包括以下几点:1. 激光照射:将激光束集中照射到待加工材料上,激光束的高能量密度可以在短时间内提供足够的热量。
2. 热物理作用:当激光束照射到材料表面时,光能被吸收,转化为热能。
在热传导和热膨胀作用下,材料的表面会发生热变形。
3. 蒸发和烧蚀:在激光束的作用下,材料表面温度升高,达到蒸发温度或燃点时,材料开始蒸发或烧蚀。
4. 流体冷却:为了防止工件过热,通常会使用辅助流体进行冷却,如气体吹扫或激光加工沉积。
二、激光微加工技术的应用领域激光微加工技术在光学设备制造中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:1. 光纤制造:光纤是光学设备中不可或缺的组成部分,激光微加工技术可以用于光纤的连接、切割和表面处理等工艺。
2. 光学元件加工:激光微加工技术可以用于加工光学元件,如制造光栅、光学镜头和光学棱镜等。
3. 光学薄膜加工:激光微加工技术可以用于光学薄膜的刻蚀和沉积,以改善光学薄膜的反射和透射性能。
4. 显示器制造:激光微加工技术可以用于显示器的雕刻和精细加工,提高显示效果和图像质量。
5. 激光制造技术:激光微加工技术还可以应用于其他激光制造工艺,如激光打标、激光划线和激光打孔等。
三、激光微加工技术操作要点激光微加工技术要求操作人员具有一定的专业知识和技能。
以下是在激光微加工过程中需要注意的事项:1. 材料选择:不同材料对激光的吸收率和热导率有所差异,因此在选择材料时需要考虑其对激光的响应性能。
激光加工的原理及应用
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激光加工的原理及应用激光加工是利用激光束对材料进行切割、焊接、打孔等工艺的一种现代加工技术。
其原理是将激光能量转化为材料的热能,通过控制激光束的位置和功率密度,使激光束与材料相互作用,从而达到对材料进行加工的目的。
激光加工的原理主要包括以下几个方面:1. 激光产生:激光是由激光器产生的一种高纯度、高能量、高频率的电磁波。
常见的激光器有气体激光器、固体激光器、半导体激光器等。
2. 激光导引:激光束通过光学系统的导引,使激光能够准确地照射到目标材料的加工区域。
3. 激光与材料相互作用:激光束在与材料相互作用时,会被材料吸收、反射、透过等。
当激光能量被材料吸收后,会转化为材料的热能,引起材料的热膨胀、熔化、汽化或燃烧等反应。
4. 材料加工:根据不同的加工需求,通过控制激光束的移动速度、功率密度和作用时间等参数,实现对材料的切割、焊接、打孔等加工操作。
激光加工具有以下几个主要的应用领域:1. 切割:激光切割广泛应用于金属材料、塑料、纺织品、木材等各种材料的切割加工中。
激光切割速度快、精度高,可以实现复杂形状的切割,具有很高的加工效率和质量。
2. 焊接:激光焊接可以将不同材料的工件进行连接,广泛应用于汽车制造、电子设备、航空航天等领域。
激光焊接具有焊缝小、热影响区小、焊接强度高等优点,能够提高产品的质量和可靠性。
3. 打孔:激光打孔可以对金属、塑料、玻璃等材料进行精确的穿孔加工。
激光打孔具有孔径小、孔壁光滑、加工速度快等特点,可以在材料上实现微小孔的加工。
4. 雕刻与标记:激光雕刻与标记可以对各种材料进行图案、文字、图像等的刻印加工。
激光雕刻具有高精度、高清晰度、无接触等特点,被广泛应用于装饰、工艺品、医疗器械等领域。
除了以上应用领域外,激光加工还被应用于精密加工、微加工、硬化处理等领域。
它不仅可以提高生产效率,减少能量消耗,还能实现复杂结构的加工和精密微细加工。
随着激光技术的不断进步和广泛应用,激光加工在各个领域的应用前景非常广阔。
激光加工技术的原理与应用
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激光加工技术的原理与应用嘿,咱今天来聊聊这个听起来有点高大上的“激光加工技术”。
要说激光加工技术啊,那可是个神奇的玩意儿。
咱们先从原理说起。
你就想象一下,激光就像一把超级锋利、超级精准的刀,但这把刀不是用金属做的,而是由光组成的。
它的能量高度集中,能把材料一下子就按照我们想要的样子给“切”出来或者“雕”出来。
我记得有一次去工厂参观,亲眼看到了激光加工的过程。
那场面,真是让我大开眼界!当时工人师傅把一块金属板放在机器下面,然后启动了激光设备。
只见一道细细的、亮亮的光线射出来,就像科幻电影里的武器一样。
紧接着,金属板上就开始冒烟了,那烟啊,一缕一缕地往上冒。
没过多久,一个复杂的图案就出现在了金属板上,简直太神奇了!激光加工技术的原理,简单来说,就是利用激光的高能量密度和方向性。
这能量密度高到啥程度呢?就好比把一堆力量都集中在一个针尖上,所以它能瞬间产生高温,让材料融化、气化甚至直接变成等离子体。
而且激光的方向性特别好,能指哪儿打哪儿,误差极小。
那激光加工技术都有啥应用呢?这可多了去了!在工业领域,汽车制造厂里,用激光来切割和焊接车身部件,又快又准,还能保证质量。
那些精细的零部件,用传统方法加工可费劲了,但激光出马,轻松搞定。
再说说电子行业,手机、电脑里面的电路板,上面那些密密麻麻的线路和小孔,很多都是靠激光加工出来的。
你想想,那么小的东西,如果没有激光这么精准的工具,得多难搞啊!还有医疗领域,激光可以用来治疗各种疾病。
比如说激光近视手术,通过精准地切削角膜,让近视的人重新看清世界。
我有个朋友,之前近视得厉害,眼镜片厚得跟酒瓶底似的。
后来做了激光近视手术,现在看东西可清楚了,整个人都自信了好多。
在艺术领域,激光也能大显身手。
一些艺术家利用激光在木材、石材上雕刻出精美的作品。
那种细腻的线条和独特的效果,传统工具可很难做到。
另外,在航空航天领域,激光加工更是不可或缺。
飞机发动机的叶片,那要求多高啊,就得靠激光来加工,才能保证性能和安全。
激光加工技术原理
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激光加工技术原理激光加工技术是一种利用激光束对材料进行切割、焊接、打孔等加工的方法。
它具有高精度、高效率和非接触性的特点,在工业生产中得到广泛应用。
本文将从激光加工的原理、设备和应用等方面进行介绍。
一、激光加工的原理激光加工的原理基于光与物质的相互作用。
激光是一种具有高度聚焦性和高能量密度的光束,当激光束照射到材料表面时,会引起材料的光热效应。
这种效应是指激光能量被吸收后,使材料温度升高,进而导致材料的熔化、汽化或者燃烧。
在激光加工过程中,激光束的能量可以通过吸收、散射和反射等方式与材料相互作用。
当激光束被吸收时,光能会转化为材料的内能,使材料温度升高。
当激光束被散射时,光能会在材料内部扩散,增加材料的温度分布。
当激光束被反射时,光能会在材料表面反弹,对激光加工效果产生影响。
二、激光加工设备激光加工设备主要包括激光器、光束传输系统和加工头等组成。
激光器是激光加工的核心部件,它能够产生高能量、高亮度和高单色性的激光束。
光束传输系统用于将激光束传输到加工头位置,并保持光束的稳定。
加工头则负责将激光束聚焦到材料表面,实现切割、焊接或打孔等加工过程。
在激光加工设备中,还通常配备了控制系统和冷却系统。
控制系统用于调节激光器的输出功率、频率和工作模式等参数,以实现对加工过程的精细控制。
冷却系统则用于保持激光器和光束传输系统的温度稳定,以确保设备长时间稳定工作。
三、激光加工的应用激光加工技术在许多领域都有广泛的应用。
在工业制造中,激光切割技术可以用于金属板材、塑料、木材等材料的切割,具有高速、高精度和无变形的优点。
激光焊接技术可以用于金属材料的焊接,具有熔合深度大、热影响区小的特点。
激光打孔技术可以用于金属、陶瓷等材料的孔加工,具有孔径小、精度高的特点。
除了工业应用,激光加工技术还在医疗、电子、通信等领域得到了广泛应用。
在医疗领域,激光治疗技术可以用于眼科手术、皮肤美容等治疗过程中,具有微创、精确和无痛的特点。
激光加工原理学习心得
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激光加工原理学习心得
激光加工是一项很有趣的技术,几十年来在金属加工、机械制造、医疗等领域有着广泛应用,它不仅具有加工精度高、加工质量好、速度快、可编程性等优点,而且还具有没有损伤变形,有利于材料利用率的优点,在很多领域有着重要的作用。
激光加工的原理是将激光辐射能量聚焦于加工件表面,形成激光束,这样激光就能将材料迅速熔化或蒸发,使其分解成液态或气态的微小熔池,然后利用激光的能量,迅速冷却后形成一个凹槽形式的切割痕迹。
在激光加工过程中,熔池通过气流控制和激光加工动态加工速度,激光束向加工材料倾斜角度改变,然后按照计算机设定足够宽的切口,把材料分割开来。
激光加工对于普通材料切割有很高的精度,在切割金属材料、多孔材料和不易熔加工材料时,激光加工技术能够得到极高的加工精度,能得到快速又精确的加工效果,而且热作用的影响比较小,不会造成变形等问题,也不会产生特殊的尾渣。
另外,激光加工技术具有可编程性,能够很快实现复杂工件的快速加工。
总而言之,激光加工技术是一项非常重要的技术,在我国金属加工、机械制造、医疗等领域广泛应用,它既可以加速加工过程,又能提高加工精度,有利于材料的利用率。
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激光加工原理
激光加工是将激光束照射到工件的表面,以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。
由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力,所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。
由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节,因此激光加工可应用到不同层面和范围上。
目前,公认的激光加工原理是两种:分别为激光热加工和光化学加工(又称冷加工)。
激光热加工指当激光束照射到物体表面时,引起快速加热,热力把对象的特性改变或把物料熔解蒸发。
热加工具有较高能量密度的激光束(它是集中的能量流),照射在被加工材料表面上,材料表面吸收激光能量,在照射区域内产生热激发过程,从而使材料表面(或涂层)温度上升,产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现象。
光化学加工指当激光束加于物体时,高密度能量光子引发或控制光化学反应的加工过程。
冷加工具有很高负荷能量的(紫外)光子,能够打断材料(特别是有机材料)或周围介质内的化学键,至使材料发生非热过程破坏。
这种冷加工在激光标记加工中具有特殊的意义,因为它不是热烧蚀,而是不产生“热损伤”副作用的、打断化学键的冷剥离,因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等作用。
例如,电子工业中使用准分子激光器在基底材料上沉积化学物质薄膜,在半导体基片上开出狭窄的槽。
第一版激光加工简介
激光加工是激光系统最常用的应用。
根据激光束与材料相互作用的机理,大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。
激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程,包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等;光化学反应加工是指激光束照射到物体,借助高密度高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。
包括光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。
由于激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性四大特性,因此就给激光加工带来一些其它加工方法所不具备的特性。
由于它是无接触加工,对工件无直接冲击,因此无机械变形;激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件;激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有或影响极小。
因此,其热影响的区小工件热变形小后续加工最小;由于激光束易于导向、聚焦、实现方向变换,极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工因此它是一种极为灵活的加工方法;生产效率高,加工质量稳定可靠,经济效益和社会效益好。
激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门,对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。
第二版激光加工原理
激光加工是将激光束照射到工件的表面,以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。
由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力,所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。
由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节,因此激光加工可应用到不同层面和范围上。
目前,公认的激光加工原理是两种:分别为激光热加工和光化学加工(又称冷加工)。
激光热加工指当激光束照射到物体表面时,引起快速加热,热力把对象的特性改变或把物料熔解蒸发。
热加工具有较高能量密度的激光束(它是集中的能量流),照射在被加工材料表面上,材料表面吸收激光能量,在照射区域内产生热激发过程,从而使材料表面(或涂层)温度上升,产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现象。
光化学加工指当激光束加于物体时,高密度能量光子引发或控制光化学反应的加工过程。
冷加工具有很高负荷能量的(紫外)光子,能够打断材料(特别是有机材料)或周围介质内的化学键,至使材料发生非热过程破坏。
这种冷加工在激光标记加工中具有特殊的意义,因为它不是热烧蚀,而是不产生“热损伤”副作用的、打断化学键的冷剥离,因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等作用。
例如,电子工业中使用准分子激光器在基底材料上沉积化学物质薄膜,在半导体基片上开出狭窄的槽。
第三版激光加工关键技术
◆激光切割
激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。
激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。
与传统的板材加工方法相比, 激光切割其具有高的切割质量、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状)、广泛的材料适应性等优点。
◆激光焊接
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。
由于其独特的优点,已成功地应用于微、小型零件焊接中。
与其它焊接技术比较,激光焊接的主要优点是:激光焊接速度快、深度大、变形小。
能在室温或特殊的条件下进行焊接,焊接设备装置简单。
◆激光钻孔
随着电子产品朝着便携式、小型化的方向发展,对电路板小型化提出了越来越高的需求,提高电路板小型化水平的关键就是越来越窄的线宽和不同层面线路之间越来越小的微型过孔和盲孔。
传统的机械钻孔最小的尺寸仅为100μm,这显然已不能满足要求,代而取之的是一种新型的激光微型过孔加工方式。
目前用CO2激光器加工在工业上可获得过孔直径达到在30-40μm的小孔或用UV激光加工10μm左右的小孔。
目前在世界范围内激光在电路板微孔制作和电路板直接成型方面的研究成为激光加工应用的热点,利用激光制作微孔及电路板直接成型与其它加工方法相比其优越性更为突出,具有极大的商业价值。
第四版激光加工的优势及特点
激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势:
①由于它是无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。
②它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。
③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有影响或影响极小。
因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。
⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。
⑥由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对复杂工件进行加工,因此是一种极为灵活的加工方法。
⑦使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益好。
例如:
①美国通用电器公司采用板条激光器加工航空发动机上的异形槽,不到4H即可高质量完成,而原来采用电火花加工则需要9H以上。
仅此一项,每台发动机的造价可省5万美元。
②激光切割钢件工效可提高8-20倍,材料可节省15-30%,大幅度降低了生产成本,并且加工精度高,产品质量稳定可靠。
虽然激光加工拥有许多优点,但不足之处也是很明显的.。