激光加工技术发展的研究
激光微纳加工技术的发展及其应用研究
激光微纳加工技术的发展及其应用研究激光微纳加工技术是指利用激光精密加工制造微细结构的技术,通常被应用于微电子、微机械、生物医学等领域。
随着科技的不断进步,激光微纳加工技术得到了越来越广泛的应用和研究。
本文将从技术的发展历程、应用领域的扩展以及未来的发展趋势三个方面进行详述。
技术的发展历程激光微纳加工技术最初的起源可以追溯到20世纪60年代,那时候激光微加工还只是一个比较新颖的技术,仅限于表面处理和简单的开槽加工。
1965年,曾在贝尔实验室工作的Theodore Harold Maiman发明了激光,之后激光加工技术得到了快速发展,1970年代末与1980年代初先后涌现出了保护材料法、铜制蚀刻法、氧化退火法等用于激光微纳加工工艺的方法,这大大促进了激光微纳加工技术的应用。
随着半导体工厂在微米制造方面的发展,激光微纳加工技术得以进一步推广,并达到了新的发展阶段。
其中,连续激光加工和脉冲激光加工是最常用的两种激光加工方式,前者主要应用于材料切割和钻孔加工等领域,后者则主要应用于表面处理和蚀刻加工等领域。
应用领域的扩展激光微纳加工技术的应用领域非常广泛,包括微电子技术、MEMS技术、微机械技术、光电子技术、生物医学等多个领域。
其中,微电子技术是激光微纳加工技术最早应用的领域之一,主要应用于电路板的制造和封装。
MEMS技术则是一种微型机电系统技术,其利用激光微纳加工技术来制造出微型传感器、执行器和其他微型机械元件,将其安装在薄膜上,实现微型化处理。
随着科技的不断发展,MEMS技术应用的领域也不断扩展,包括气体传感器、惯性传感器、微药物泵等。
微机械技术则是利用微纳加工技术来制造微小机构的技术,如微型齿轮、微型弹簧等,将其应用于机器人、航空飞行器等领域。
光电子技术则是利用光电子器件来进行光信号处理的技术,其常用于制造芯片和半导体材料。
生物医学则是激光微纳加工技术的新兴应用领域,其应用主要集中在医疗器械的制造与研究上。
激光加工技术的研究进展与应用前景
激光加工技术的研究进展与应用前景激光加工技术是一种高新技术,具有高精度、高速度、高效率等优点,在制造、材料加工、医疗等领域有着广泛的应用前景。
本文将从激光加工技术的研究进展及其应用前景方面进行探讨。
一、激光加工技术的研究进展自从激光加工技术出现以来,其快速发展已有50多年的历史。
激光加工技术的研究重点包括激光加工光学系统、激光加工控制系统、激光加工数控技术等内容。
激光加工光学系统包括激光器、光纤、反射镜、平台等组件。
随着激光技术的不断发展,激光器的功率越来越高,光纤的传输损失也越来越小,反射镜和平台的准确度也得到了极大地提高,从而使得激光加工的高精度和高效率得到保证。
激光加工控制系统是激光加工技术中的关键环节,它涉及到激光加工过程中的位置控制、速度控制、功率控制等方面。
在这个领域,计算机的应用以及软硬件的提高,为激光加工技术的精度和效率提供了坚实的支撑。
激光加工数控技术是指数字化控制技术在激光加工领域的应用。
数控技术使得激光加工技术变得更加智能化,为精密加工提供了良好的手段。
目前,数控技术已广泛应用于激光加工领域,成为激光加工的主要手段之一。
二、激光加工技术的应用前景1. 制造领域在制造领域,激光加工技术可以用于各种各样的精密加工,如微细孔加工、激光切割、激光打标、激光焊接等处理过程。
激光加工技术可以实现高精度、高效率的加工,使得制造业实现了从传统的手工制造向智能化、数字化等方向的转型,从而在产品品质、生产效率等方面实现了质的飞跃。
2. 材料加工领域在材料加工领域,激光加工技术可以进行复杂的材料加工,如激光精密切割、激光打孔等。
激光加工技术对材料的切割、打孔等操作可以达到无损伤效果,避免了机械切割方式中可能产生的热变形、剪切毛刺等问题,同时也可以使材料加工速度快速的提高,从而为材料加工领域的进一步发展提供了重要的技术支撑。
3. 医疗领域在医疗领域,激光加工技术也得到了广泛的应用。
如激光治疗、激光切割等。
激光加工技术的应用及未来发展趋势
激光加工技术的应用及未来发展趋势激光加工技术是目前应用最广泛的高精度、高效率加工技术之一,在诸多领域发挥着重要的作用。
本文将从激光加工技术的应用、现状及未来发展趋势等方面展开分析讨论。
一、激光加工技术的应用激光加工技术的应用范围非常广泛,主要涵盖以下几个方面:1. 材料切割。
激光切割技术被广泛应用于金属、非金属材料的加工中,如通过对金属板材进行激光切割,可以高效地完成各种金属零件的制作。
2. 焊接。
激光焊接技术被广泛应用于汽车、机械、电子、航空等诸多领域,可以完成各种材料的高精度焊接,提高了产品的质量和生产效率。
3. 雕刻。
激光雕刻技术是目前应用最广泛的激光加工技术之一,被广泛应用于玉石、皮革、木材、彩金等材料的加工。
4. 理疗医疗。
激光技术在医疗领域应用的最为广泛的领域是激光治疗、激光手术、激光检测等。
二、激光加工技术的现状当前,激光加工技术已经成为了高精度、高效率的加工方法之一。
随着工业加工需求的不断增长,激光加工技术的应用范围也在不断扩大,其应用领域和发展方向也更加多样化。
目前,激光加工技术在中国的应用也非常广泛,尤其在汽车、航空、机械、电子、建筑等领域,激光加工技术的应用已经成为一种趋势。
虽然激光加工技术已经有了广泛的应用,但目前激光加工技术面临的问题也不容忽视。
例如,激光加工过程中的废气处理和粉尘处理问题、激光加工机器的成本昂贵等问题。
三、激光加工技术的未来发展趋势随着科技的不断进步,激光加工技术的应用前景也越来越广阔。
未来,激光加工技术的应用领域还将不断拓展,同时优化激光加工设备也将成为厂家竞争的重点。
未来激光加工技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 优化设备、成本更低。
未来的激光加工机将更加高效、便捷,操作起来更加人性化。
同时,通过技术革新和成本的降低,未来激光加工设备的成本会不断被压缩,这对于提高激光加工技术的普及和应用来说非常重要。
2. 更加精细化和智能化。
未来激光加工技术将更加智能化,加工精度将得到更大的提高。
激光加工技术的发展和应用
激光加工技术的发展和应用激光加工技术是一种高精度、高效率的加工方式,随着科学技术的不断进步,激光加工技术在工业制造、医疗、通信等领域得到广泛应用。
本文将从发展历程、工艺特点、应用领域几个方面来探讨激光加工技术的发展和应用。
一、发展历程激光加工技术起源于20世纪60年代,当时我们还没有现在所熟知的连续激光器,只有脉冲激光器。
脉冲激光器能够产生高能量密度的光束,用于切割、打孔等加工操作。
激光加工技术的发展主要依赖于光学、电子等各方面技术的发展,随着科技的进步,激光器出现了许多新的形态,如CO2激光器、光纤激光器、半导体激光器等。
同时,激光加工技术也不断发掘新的加工方法,如激光刻蚀、激光沉积、激光转移等。
二、工艺特点激光加工技术与传统加工技术的主要区别在于:激光加工是利用光束将工件表面局部加热,使其融化、气化或发生化学反应,实现加工形状的改变。
这一特点使激光加工具有以下几个突出的优点:1.高精度:激光加工可精确控制激光束的能量密度和加工轨迹,从而获得高精度的加工结果。
2.高效率:激光加工速度快,工艺质量好,且节省能源和材料。
3.灵活性:激光加工不受材料硬度、形状等限制,可对各种材料进行加工,且加工形式多样,如切割、打孔、雕刻、焊接等。
4.环保:激光加工没有污染、噪音和振动,可以实现工艺无废。
三、应用领域激光加工技术在众多领域得到了广泛应用,主要包括以下几个方面:1.工业制造激光加工技术在工业制造中几乎涵盖了所有的制造行业,例如,汽车制造、手机制造、空调制造、家电制造等。
激光加工技术可以用于零部件的切割、作标、打孔等操作,还可以用于三维打印、表面改性等方面。
2.医疗激光加工技术在医疗领域也有很多应用,例如,激光美容、激光治疗、激光手术等。
其中,激光手术是激光加工技术在医疗领域的重要应用之一。
激光手术与传统手术相比,具有切口小、止血快、恢复快等优势。
3.通信现代通信技术中,激光光纤通信技术是一项十分重要的技术。
激光应用在材料加工中的研究
激光应用在材料加工中的研究一、引言激光作为一种集光、电、机等多学科于一体的综合应用技术,在材料加工领域发挥着重要的作用。
本文将就激光应用在材料加工中的研究进行探讨,分别从激光切割、激光焊接和激光钻孔三个方面进行讨论,以期对相关领域的科研和实践工作提供参考。
二、激光切割技术及其应用激光切割是激光加工技术中的重要分支之一,其将高能密度的激光束直接作用于材料表面,通过瞬间的能量转化,使材料迅速升温并融化、汽化,从而实现切割目的。
激光切割技术在材料加工领域具有广泛的应用。
首先,激光切割技术对于薄板材料的切割具有独特优势。
激光束的高能量密度和小热影响区使其能够实现精细、高速的切割,广泛应用于金属薄板的制作。
其次,激光切割技术对于非金属材料的切割也有成熟的应用。
如对于石材、玻璃等材料,激光切割技术能够实现精细的切割,并避免了传统机械切割中易产生的缺陷和损伤。
三、激光焊接技术及其应用激光焊接是利用激光束的高能量密度和小热影响区,将材料加热至熔点以上并进行熔化的一种焊接方法。
激光焊接技术具有焊缝狭窄、熔深度大、焊缝成形好等特点,在材料加工领域得到广泛应用。
激光焊接技术在汽车制造、航空航天、电子设备等领域具有重要的应用。
在汽车制造中,激光焊接技术可以实现车身零部件的高效焊接,提高产品质量和生产效率。
在航空航天领域,激光焊接技术可以应对复杂结构的焊接需求,提高焊接质量和可靠性。
在电子设备制造中,激光焊接技术可以实现微观焊接,满足电子器件的小型化和高密度集成要求。
四、激光钻孔技术及其应用激光钻孔技术是利用激光束的高能量密度和小热影响区,在材料表面产生融化、汽化等热效应,从而实现对材料的钻孔。
激光钻孔技术在制造业中得到了广泛应用,尤其在微细孔加工中具有独特优势。
激光钻孔技术可以实现无接触、高精度的孔加工,广泛应用于微电子器件的制作、精密模具加工等领域。
此外,激光钻孔技术还可以应对复杂材料的孔加工需求,如钨、钛合金等高强度材料。
激光加工技术的发展及应用研究
激光加工技术的发展及应用研究激光加工技术相信大家已经不会陌生了。
它是一种以激光束为工具进行加工的技术,由于具有高精度、高效率、无损伤、无污染、无接触等优点,激光加工技术在领域中被广泛应用,它有望成为未来工业制造的主流技术之一。
一、激光加工技术的历史与发展激光加工技术的历史可以追溯到20世纪60年代。
1965年,美国一位科学家发明了被称作激光的新型光源,由于其单色性、相干性和高亮度,很快就引起了工业界的关注。
1982年,德国的魏德梅尔(Karl-Otto Mende)博士首次将激光应用于金属加工中。
当时的激光能量仅为几十瓦,但其加工效率已经超过传统的加工方法。
随着激光技术的发展,其在工业制造中的应用也越来越广泛。
特别是现在的高功率激光技术,使得激光加工效率得到了大幅提升。
目前,激光加工技术已经被广泛应用于金属、非金属和复合材料的加工中,成为了现代制造业的一项重要技术。
二、激光加工技术的分类根据激光加工的模式和处理特点,激光加工可以分为以下几类:1. 激光切割技术:主要应用于金属材料的切割,具有高效、高精度、无接触且无热影响等优点,可以在制造过程中减少材料的浪费。
2. 激光钻孔技术:主要应用于金属材料的开孔、钻孔和放电加工,具有高精度、高效率、非接触性等优点,可以实现对规则和不规则形状的孔洞加工。
3. 激光焊接技术:主要应用于金属材料的焊接,具有高强度、高可靠性、无杂质、无变形等优点,可以实现对不同材料与不同厚度的焊接。
4. 激光刻蚀技术:主要应用于半导体微机电系统、热敏电路、4G手机行业等领域,具有高精度、无刻蚀液、无腐蚀残留等优点,可以实现对非接触性的刻蚀加工。
三、激光加工技术的应用1. 机械制造业激光加工技术在机械制造业中的应用领域很广,如金属零部件、工业机器人、汽车和航空零部件等制造中。
从机械加工的角度,激光加工的加工速度比传统加工快,精度高,能够研究制造一些新颖、微小、薄肉、复杂、高精度的工件,具有无可比拟的优势。
激光技术在材料加工中的应用研究
激光技术在材料加工中的应用研究随着科学技术的发展,激光技术作为一种非常先进的科技手段,已经被广泛应用于很多领域,其中之一就是材料加工。
激光加工技术可以在宏观上有效地改善加工质量,同时在微观上也能够对材料的性能进行调整,从而实现精确的加工和定制,成为材料加工技术的一大热点之一。
1. 激光切割激光切割是激光加工技术最常见的应用之一。
传统切割技术由于加工难度较高,容易出现变形等缺陷,在样品加工效率,工艺与成本等方面都受到了一定程度的限制。
与传统切割技术相比,激光切割具有出色的加工精度、加工速度和产品质量。
通过激光切割技术可以在不破坏原材料物的情况下,对任意尺寸和形状的材料进行精确切割。
同时激光切割也能够大幅提高加工质量,实现一次性加工成型的目标。
2. 激光打标除了切割,激光加工技术还可以应用于激光打标。
激光打标是采用激光高温烧蚀材料表面得到指定形状或图案的刻纹方式。
与传统的刻划外观方式相比,激光打标技术具有铭刻速度快、质量优、传输方便等优点。
通过激光打标技术可以轻松地刻表盘、标志、图像、二维码以及LOGO等。
3. 激光焊接激光焊接是指采用激光束作为热源,通过向材料表面直接注入能量,使材料在瞬间受热并熔化,然后通过材料表面张力等相互作用力均匀的接合。
与传统的焊接方式比较,激光焊接技术在最终的焊接质量、焊缝的外观、表面光洁度、限制线宽度方面都具有很大的改善。
同时,其还具有简单强大的操作特性,能够在更短的时间内得到更高的生产效率,并优化产品的质量。
4. 激光钻孔激光加工技术还可以应用于激光钻孔。
传统的钻孔方式通常会出现较大的误差和摩擦,同时在通孔时较易出现断切或中心,这些缺陷都会影响工作的效率和产品的质量。
通过激光钻孔不仅可以减少误差,还能够钻出更小的孔,提高效率和工艺水平。
同时,激光加工技术也逐渐展现出在材料加工技术中所具备的重要性,成为改进现有工艺、开展新型产品加工、培养材料加工人才的新途径,吸引着越来越多的材料加工企业的目光。
激光制造技术的研究与开发
激光制造技术的研究与开发一、引言激光制造技术是一种高性能、高效率的制造技术,它已经被广泛应用于各个领域。
如今,随着科学技术的不断发展,激光制造技术也在不断地创新和推广。
本文将对激光制造技术的研究与开发进行分析与探讨。
二、激光的基本原理激光制造技术最基础的就是激光的使用。
那么,什么是激光呢?激光是一种特殊的光源,与传统的光源不同之处在于,激光具有高亮度、高单色性、高光强度、高相干性和高直线偏振、方向性等特征。
激光器所产生的光,是利用聚集于光腔中的粒子(如气体、半导体等)在受到一定光能量作用后,产生从原来的低能态跃迁到高能态的过程中所放出的光子,经过增强和激发之后,激光产生。
激光的基本原理是激光器仪器与工具的开发的基础。
三、激光制造技术的应用领域激光制造技术已被广泛应用于各个领域。
其中,塑料焊接、表面处理、3D打印、激光切割、激光打标、激光清洗、激光表面精加工、激光雷达遥感等是其主要应用领域。
塑料焊接:激光焊接技术是将高能量密度的激光束直接照射在塑料表面,使其局部熔融、形成一定的熔池,然后通过保温和压力,实现相互切合的焊接方法。
表面处理:利用激光将表面材料做成一定的锥形坑,能够使光在表面反射后,反射的角度分散,使加工后的表面具有类似漫反射的效果,从而达到控制材料表面反射率和吸收率、强化材料表面等的作用。
3D打印:激光3D打印技术是通过激光束来将粉末材料熔化和熔接来制造3D打印的制品。
激光塑料加工技术能够使3D打印制品具有良好的表面质量、较高的密度和较高的力学性能等优势。
激光切割:激光在工业生产中最常使用的一项应用就是激光切割。
激光切割技术能够实现对各种材料的高速、高精度、无变形的切割,而且切割宽度比较小、切口比较光滑,所以激光切割技术在珠宝、模具、机械、电子、轨道交通、轻工、煤矿和建筑等工业领域都得到了广泛的应用。
激光打标:激光打标是用高能量激光在某种物质表面上雕刻出文字、图案或者其他形状。
该技术具有只减不增的方法,不会承受任何磨损或磨损,因此具有出色的耐久性和稳定性。
新型激光加工技术研究与应用展望
新型激光加工技术研究与应用展望激光加工是一种利用激光束对材料进行加工的技术。
激光加工技术已经广泛应用于不同领域,例如汽车工业,微电子学,医学和航空航天等。
新型激光加工技术研究和应用的发展趋势是探究如何提高精度和效率,减少加工变形和损伤等问题。
本文将分析新型激光加工技术的研究和发展,以及它们在不同领域的应用展望。
一、激光成形技术激光成形技术可以通过激光束在材料表面熔化和烧蚀,使它进一步固化和成型。
这种技术可以有效地减少加工和后处理时间,同时提高精度和制造质量。
激光成形技术已经广泛应用于航空航天、能源和制造业等领域。
实验研究表明,激光成形技术可以制造出复杂的3D形状,如零件、模具、螺栓等。
二、激光微纳加工技术激光微纳加工技术是通过控制激光束的位置和强度,进行微米或纳米尺度的加工。
激光微纳加工技术可以实现高精度、高速和无损的加工效果,并且可以应用于制造微型元件、表面处理和纳米结构制造等领域。
例如,激光微纳加工技术已经应用于微电子学中的CMOS器件制造、纳米光电和MEMS制造等领域。
虽然激光微纳加工技术中存在一些难点问题,例如加工精度和加工速度等,但是未来将进一步提高技术的可靠性和应用性。
三、激光表面改性技术激光表面改性技术是将激光束聚焦在材料表面,通过在表面形成不同的熔化、汽化和重熔化区,从而改变材料的表面性质。
这种技术可以有效地提高材料的耐蚀性、防护性、引燃性和磨损性能。
激光表面改性技术已经广泛应用于航空航天、电子、机械制造和医疗器械等领域。
例如,激光表面改性可以使机械零件具有更好的磨损和腐蚀性能,从而延长零件的使用寿命。
未来,激光表面改性技术将进一步优化材料表面结构和性能,以满足不同领域的需要。
四、激光增材制造技术激光增材制造技术是一种通过控制激光束来进行立体加工的制造技术。
这种技术可以通过不断添加材料层,形成复杂的三维物体。
激光增材制造技术已经应用于航空航天、医疗器械、能源和制造业等领域。
例如,激光增材制造技术可以制造出各种复杂的结构件,如发动机叶片、立体模型和骨骼支撑器等。
激光加工技术的现状与发展趋势
激光加工技术的现状与发展趋势前言随着人们对高品质产品的需求日益增长,激光加工技术在现代制造业中的应用越来越广泛。
激光加工技术以其精准、高效、具有自动化特点,成为了重要的制造加工方式之一。
本文将从当前激光加工技术的现状出发,探讨激光加工技术的发展趋势,分析其存在的问题,并对未来的发展进行展望。
一、激光加工技术现状激光加工技术作为现代制造业中的关键技术之一,其应用场合十分广泛。
从金属材料的切割、焊接到非金属材料的打孔、雕刻等都选择了激光加工技术。
目前,国内的激光加工机床的制造和应用已经相对成熟,多种类型、多种功率的激光器得以应用于不同的领域。
同时,激光加工技术的产业链也日益完善,从光学元器件、激光器和加工机床到加工控制系统和加工条件的控制,在该领域的企业层出不穷。
尤其是近年来,随着智能制造的发展,激光加工技术也逐渐实现了自动化生产,减少了人工干预的程度,成为了重要的智能制造方式之一。
二、激光加工技术的发展趋势自从激光技术推出以来,经过几十年的发展,激光加工技术的应用已经面向很多领域,包括工业、医疗、科研等。
未来的激光加工技术将更加专业化和个性化。
在制造业领域内,工业激光加工技术将更加多元化。
未来的研发重点将集中于提高加工效率和降低成本,同时激光加工技术将逐步地发展为高速、精密、定制化、柔性化的加工方式,并逐渐实现与大数据、人工智能等技术的深度融合。
此外,飞秒激光加工技术、超短脉冲激光加工技术、激光3D打印技术和激光切割技术等在未来的发展上也将会有很大的突破。
一方面,将涉及到成像技术、自适应控制技术等一系列技术手段的研究。
另一方面,激光加工制造技术将在更广泛范围内发挥其作用,包括高分子材料、生物医疗、集成光电子系统等。
三、激光加工技术存在的问题在应用激光加工技术的过程中,一些问题仍然需要解决。
首先,激光加工技术的应用范围和技术标准尚未统一,不同厂家之间还存在着技术上的差异,因此激光加工技术的标准化显得非常重要。
智能制造中的激光制造技术研究与应用
智能制造中的激光制造技术研究与应用智能制造在近年来发展迅速,其中激光制造技术是不可或缺的重要一环。
激光制造技术是以激光为能源,通过对材料进行切割、打孔、焊接、表面处理等加工,实现工件的精细加工和高效生产。
本文将就激光制造技术的研究与应用进行探讨。
一、激光制造技术的研究激光制造技术的研究范围十分广泛,从激光加工原理到整个生产线的优化设计都涉及到激光技术。
激光加工的原理是将激光束聚焦到加工面上,使其能量密度足以使原材料融化或汽化,以达到所需的加工效果。
激光加工的最大优点是可以实现高精度、高效率、高灵活性的生产过程。
例如:在汽车轮毂加工中,开发了激光数控加工系统,具有高切割速度、高精度和高度自动化的特点,大大提高了生产效率。
在激光制造技术的研究中,激光切割、焊接、打孔和表面处理技术的发展是其中的热门研究方向。
1、激光切割技术激光切割技术主要分为氧化切割和氮化切割两种类型。
氧化切割是将氧化剂与想要切割的材料相结合,使用激光束进行切割,其优点是切割速度快且易于自动化;氮化切割是将氮化剂与钢材表面结合后进行切割,其优点是具有聚焦能力强、切割速度快的特点。
2、激光焊接技术激光焊接技术可以分为高功率激光焊接和低功率激光焊接两种类型。
高功率激光焊接适用于对材料高强度的需求,热影响区范围较大,适用于航空、航天等领域;低功率激光焊接则适用于对焊缝精度要求高的领域。
3、激光打孔技术激光打孔技术最大的优点是可以实现对材料的穿孔和拓孔,并且孔径的大小可以根据需要进行调整。
与传统打孔技术相比,激光打孔技术不会产生振动和噪音,且孔边质量好,孔径和深度可以精准控制。
4、激光表面处理技术激光表面处理技术主要包括激光淬火、激光熔覆和激光强化等技术。
激光淬火技术可以在材料表面形成一层高硬度和高强度的涂层,提高材料的抗磨损性和抗腐蚀性;激光熔覆技术可以在材料表面沉积一层特殊属性的金属,并且拥有很高的粘着性;激光强化技术可以通过瞬间熔化材料表面形成压缩应力区,提高材料的持久性和耐受性。
激光微细加工技术的研究与应用
激光微细加工技术的研究与应用激光微细加工技术是一种应用非常广泛的前沿技术,能够在微纳尺度下对材料进行加工。
它具有高精度、高效率、高质量的特点,在现代工业中具有非常关键的应用价值。
本文将从激光微细加工技术的原理、发展历程以及应用领域等方面进行深入探究。
一、技术原理激光微细加工技术主要是通过激光在被加工物表面的作用下,使其产生化学反应、物理变化或消失等效应,实现对材料的加工。
其基本原理是通过激光束的聚焦,使光束与材料相互作用,产生较高的局部温度和压力,使物质发生蒸发、沉积、熔化、氧化等变化,从而实现对材料的加工。
二、技术发展历程激光微细加工技术的发展经历了几十年的漫长历程。
20世纪60年代,美国和苏联的科学家们开始在激光微细加工领域进行探索研究。
20世纪70年代,德国、日本、韩国等国家也开始了相关技术的研究。
80年代初,随着计算机技术和控制技术的快速发展,激光微细加工技术得到了迅速的发展。
90年代以来,随着激光技术和材料科学的不断进步,激光微细加工技术在制造业、材料科学、光学等领域得到了广泛应用。
三、技术应用领域激光微细加工技术具有非常广泛的应用领域,在现代工业、科技领域中得到了广泛的应用。
以下将从军事、航空航天、电子信息、生物医学等方面进行介绍。
1. 军事领域:激光微细加工技术在军事装备中得到了广泛应用,如激光导弹制导系统、光电防护系统、军事雷达成像系统等。
2. 航空航天领域:激光微细加工技术在航空航天领域中也得到了广泛应用,如航天器结构、焊接、修补、表面处理等方面。
3. 电子信息领域:激光微细加工技术在电子信息领域得到了广泛应用,如半导体制造、芯片刻蚀、电路打孔、塑胶雕刻等。
4. 生物医学领域:激光微细加工技术在生物医学领域中也得到了广泛应用,如激光治疗、眼科手术、组织切割、药物释放等方面。
四、技术瓶颈虽然激光微细加工技术得到了广泛的应用和发展,但是其仍然存在一些技术瓶颈,如:1. 能量损耗问题:光束在传输过程中会受到各种因素的影响,从而导致损耗。
激光加工技术论文--
激光加工技术的应用与发展宫梦雷黄山学院安徽黄山 245001摘要:激光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。
用激光束对材料进行各种加工,如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。
激光能适应任何材料的加工制造,尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。
关键词:加工原理、发展前景、强化处理、微细加工、发展前景。
一激光加工的原理及其特点1.激光加工的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。
激光加工的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。
激光加工的研究现状及发展趋势
激光加工的研究现状及发展趋势刘佳(长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410000)摘要:激光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的一种新型特种加工技术,由于其诸多优点,已广泛应用于各种领域,尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用,是以后机械加工的主要研究方向。
关键词:激光加工、研究方向、发展前景一、激光加工的原理激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度,靠光热效应来加工的。
激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小,可加工各种材料。
用激光束对材料进行各种加工,如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。
某些具有亚稳态能级的物质,在外来光子的激发下会吸收光能,使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转,若有一束光照射,光子的能量等于这两个能相对应的差,这是就会产生受激辐射,输出大量的光能。
二、激光加工的优点1、激光功率密度大,工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化,即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工;2、激光头与工件不接触,不存在加工工具磨损问题;3、工件不受应力,不易污染;4、可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工;5、激光束的发散角可小于1毫弧,光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级,因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工;6、由于激光束易于导向、聚集实现歌方向变换,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、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,七热影响区域笑,工件热变形小,后续加工量小。
三、主要研究内容(1)建立激光加工设备参数的检测手段,并进行方法研究。
(2)激光切割技术研究。
对现有的激光切割系统进行二次开发和产业化,提供性能好、价格便宜的2-3轴数控CO2切割机,并开展相应的切割工艺的研究,使该工艺广泛用于材料加工、汽车、航天及造船等领域。
激光加工技术的发展现状
激光加工技术的发展现状
激光加工技术是以激光为加工源,进行加工加工的技术。
随着科技的不断发展与进步,激光加工技术得到了广泛的应用,其在制造业、光电子、IT等领域也得到了广泛的应用。
作为一种高精度、高效率、高可靠性的加工技术,激光加工技术的发展现状备受关注。
一、激光加工技术的发展历程
激光加工技术自应用于工业领域以来,经历了长达几十年的漫长历程。
在1970年代初期,激光加工技术开始成为工业界关注的热门话题。
然而,当时市场对激光加工技术并不太看好,普及程度也很低。
20世纪80年代中期,激光加工技术开始迅速发展,开始在工业领域大量应用,更多的制造商也开始采用激光加工技术为其产品赋予高附加值。
二、激光加工技术的发展现状
在激光加工技术的发展中,尤其是在国家的政策支持下,其应用范围得到了极大地扩展。
如今,激光加工技术不仅常规应用于
钢材、铝合金、塑料等传统加工领域,还被广泛应用于半导体、光电子、精密仪器等领域。
随着新材料不断涌现,激光加工技术也不断迭代升级,其应用领域和应用范围得到了进一步的扩展。
在医疗、航空航天、原子能等领域,激光加工技术也得到了广泛应用,成为一种重要的加工手段和技术。
三、未来展望及展望
随着世界各地科技工作者的不断追求,激光加工技术也在不断发展。
未来,随着科技的发展和工业领域的需求,激光加工技术将会开展更多的应用。
同时,激光加工技术将会拓展更广阔的应用领域,为人类带来更加便捷的生活和更为高效的生产方式。
激光制造技术及未来发展趋势
激光制造技术及未来发展趋势近年来,激光制造技术已经成为了制造业的热门领域之一。
激光加工技术具有高精度、高效率、绿色环保等优势,被广泛运用于航空航天、汽车、电子、医疗、通讯等领域。
未来,随着技术的不断创新和发展,激光制造技术将会呈现出更加广阔的应用前景和更加多样化的形态。
一、激光制造技术的原理与优势激光制造技术是指利用高能量密度的激光束进行加工的方法。
与传统的机械加工相比,激光制造技术具有以下优势:1、高精度。
因为激光束本身就具有高度的方向性和一致性,所以在加工精度要求高的领域,激光制造技术具有不可替代的优势。
2、高效率。
激光束可以直接作用于材料表面,无需用机械力进行磨削。
因此,激光制造技术在加工速度和效率方面具有很高的优势。
3、绿色环保。
激光制造技术完全是无污染的环保技术,与传统的机械加工相比,减少了对环境的污染。
二、激光制造技术的应用领域1、航空航天。
激光制造技术主要应用于航空航天领域的复合材料加工、零件加工、表面冶金和功能性涂层等方面。
激光加工技术可以帮助飞行器降低重量、提高强度和延长使用寿命。
2、汽车。
激光制造技术在汽车领域主要用于轻量化和高强度材料的制造。
利用激光加工技术可以大幅减少汽车的自重,提高汽车的燃油效率和安全性能。
3、电子。
激光制造技术在电子领域主要应用于微电子元件的制造和加工。
激光加工可以帮助减小电子元器件的尺寸和重量,提高电子元件的工作效率和稳定性。
4、医疗。
激光制造技术在医疗领域主要应用于激光手术、激光诊断和激光治疗方面。
激光手术可以实现微创治疗和快速康复,同时可以减少手术创伤和出血量。
5、通讯。
激光制造技术在通讯领域主要用于光纤制造和激光通讯。
激光通讯可以实现传输距离更远、传输速度更快、信号质量更好的高速数据传输。
三、激光制造技术的未来发展趋势未来,激光制造技术的发展将会呈现出以下几个趋势:1、多功能化。
未来的激光加工机器将会具有多种加工功能,且可以实现多种材料间的精密匹配。
激光加工技术的现状及国内外发展趋势
激光加工技术的现状及国内外发展趋势目前,激光加工技术在国内外都得到了快速发展。
在国内,激光加工领域的研究和应用逐渐增多,涉及的领域包括电子、汽车、航天航空、医疗器械等。
随着高新技术的不断推广和应用,激光加工技术也在向多领域、高价值的方向发展。
在国外,激光加工技术早已发展到一定程度,拥有许多成熟的应用案例。
尤其是在汽车工业和航空航天领域,激光切割和激光焊接等技术已经得到广泛应用。
同时,一些发达国家也对激光加工技术进行了深入研究,投入大量资金用于激光加工设备的研发和创新。
随着激光加工技术的不断发展,国内外的发展趋势也逐渐清晰。
首先,激光加工技术将实现高速化和高精度化。
通过提高激光功率、优化激光光束质量和加工参数等手段,实现激光加工速度的提升和加工精度的提高。
其次,激光加工技术将越来越多地应用于大型工件和复杂结构的加工。
通过引入机器人、自动化设备和在线测量系统等,解决大型工件加工难题,提高生产效率和质量。
同时,激光加工技术也将拓展到新材料和特殊材料的加工领域,如复合材料、高温合金等。
最后,激光加工技术将更加注重绿色环保和能源节约。
通过改进激光加工工艺,提高能源利用率和降低废料产生,实现绿色环保的加工方式。
在国内,政府将进一步加大对激光加工技术的支持力度,加大对激光科研机构的投入和培养激光加工人才的力度。
同时,国内一些大型企业也会加大对激光加工设备的研发和引进力度,提高自主创新能力。
国外方面,一些发达国家将加强对激光加工技术的研究和应用,进一步提高激光加工设备的性能和质量。
总的来说,激光加工技术在国内外都有着广阔的发展前景。
未来,激光加工技术将继续向高速、高精度、多功能的方向发展,为各个行业提供更加高效、绿色、智能的加工解决方案。
激光制造技术实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在了解激光制造技术的原理和应用,掌握激光加工的基本操作方法,并通过实验验证激光在材料加工中的优势。
二、实验原理激光制造技术是利用高能量密度的激光束对材料进行加工的一种技术。
激光加工具有以下特点:1. 加工速度快,效率高;2. 加工精度高,可实现微米级加工;3. 可实现复杂形状的加工,适应性强;4. 对材料热影响小,加工质量好;5. 可实现自动化、智能化加工。
激光加工的基本原理是:当激光束照射到材料表面时,材料表面吸收激光能量,温度迅速升高,局部熔化、蒸发,形成等离子体。
等离子体迅速膨胀,将周围的材料带走,从而实现加工。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:激光加工设备、显微镜、数控机床、激光功率计、激光束探测器等;2. 实验材料:不锈钢、铝合金、铜等金属材料。
四、实验步骤1. 准备工作:检查激光加工设备,确保设备正常工作;2. 设置参数:根据加工要求,设置激光功率、加工速度、加工深度等参数;3. 加工实验:将待加工材料放置在加工设备上,启动激光加工设备进行加工;4. 检查加工效果:通过显微镜观察加工表面,分析加工质量;5. 记录数据:记录加工过程中的各项参数及加工效果。
五、实验结果与分析1. 加工效果:实验过程中,激光加工设备对不锈钢、铝合金、铜等金属材料进行了加工,加工表面光滑,无明显缺陷;2. 加工质量:通过显微镜观察,加工表面无明显裂纹、气孔等缺陷,加工质量良好;3. 加工参数:根据实验结果,分析不同激光功率、加工速度、加工深度等参数对加工效果的影响。
六、实验结论1. 激光加工技术具有加工速度快、精度高、适应性强等特点,在材料加工领域具有广泛的应用前景;2. 通过调整激光功率、加工速度、加工深度等参数,可以实现对不同材料的加工;3. 激光加工技术在加工过程中对材料的热影响小,加工质量良好。
七、实验注意事项1. 操作过程中,严格遵守激光加工设备的安全操作规程,确保人身安全;2. 加工过程中,注意观察加工效果,及时调整参数;3. 实验结束后,清理加工设备,确保设备正常工作。
机械工程中的激光加工技术研究
机械工程中的激光加工技术研究引言:在现代工业中,机械工程是一个重要而广泛的领域。
随着科技的不断进步,激光加工技术正逐渐成为机械工程中不可或缺的一部分。
激光加工技术凭借其高精度、高效能和多功能等优点,被广泛应用于各个领域,如汽车制造、航空航天、电子设备等。
本文将探讨机械工程中的激光加工技术研究,包括其原理、应用和未来发展趋势。
一、激光加工技术的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、打孔等加工过程的方法。
其原理基于激光的光学特性和相互作用力的原理。
激光作为一种高能量、高密度的光源,通过激光器将电能转化为光能并聚焦到一个极小的光斑上。
在光斑集中的高能量下,材料形成高温区域,使其产生熔化、气化或蒸发等现象。
二、激光加工技术的应用1. 切割与钻孔激光切割技术可以对金属、塑料、木材等材料进行精密切割。
相对于传统切割方法,激光切割具有非接触性、高精度和高效率的优势。
激光钻孔技术可以在材料表面通过高能量激光束形成微小通道,实现对材料的穿孔,广泛应用于汽车制造和航空航天等领域。
2. 焊接与表面处理激光焊接技术通过控制激光束的功率和聚焦度,实现对金属材料的焊接。
与传统焊接方法相比,激光焊接具有更快的焊接速度、较小的热影响区和更高的焊接质量。
激光表面处理技术可以通过激光束对材料表面进行熔化或蒸发,以改善材料表面的光洁度、硬度和耐蚀性等性能。
3. 制造与加工激光加工技术在制造业中得到广泛应用,如零件加工、模具制造和精密装配等。
激光加工技术可以通过激光束对材料进行精确加工,制造出形状复杂、精度高的零部件。
同时,激光加工技术还可以实现对材料的刻蚀、蚀刻和打标等加工过程,为制造和加工业带来了革新。
三、激光加工技术的发展趋势随着科技的不断进步,激光加工技术正朝着更高的效能和更广泛的应用领域发展。
以下是几个可能的发展趋势:1. 高能激光技术:随着高能激光技术的不断发展,激光加工技术的功率和效率将继续提升。
高能激光技术将能够在更短的时间内完成更复杂的加工任务,进一步提高生产效率。
激光加工技术的发展与应用
激光加工技术的发展与应用随着科学技术的发展,激光技术也得到了快速的发展和应用。
激光加工技术是利用激光束在物体表面进行切割、焊接、打孔等加工过程的一种现代高科技加工方式。
本文将围绕激光加工技术的发展趋势和应用领域进行探讨。
一、激光加工技术的发展历程激光加工技术可追溯到20世纪60年代初,当时激光还只是一种新技术,但已有人发现它可以用于加工材料。
当时,人们通过钨丝炸毁,把激光照射在结晶硅上,切割了一道直径为25微米的小孔,标志着激光加工技术的诞生。
自此以后,加工时钟、半导体芯片等高精密零件、轻质化航空构件、复杂几何结构零部件,都应用了激光加工技术,尤其是在汽车、航空、电子电器等领域的应用越来越广泛。
随着激光技术的不断发展,激光加工技术的发展也取得了显著的进展。
绿色激光、紫外激光、红外激光以及连续波、脉冲波激光等高精度加工技术,逐渐代替了传统的加工工艺,成为一种更为便捷快速、高效精准的加工方式。
同时,机器人激光焊接技术、3D打印激光烧结技术也不断涌现,进一步推进了激光加工技术的发展。
二、激光加工技术的应用领域1.汽车制造业激光加工技术在汽车制造行业的应用很广泛。
比如说,利用激光切割车身板件,能够实现高精度加工的同时,也可减少人工操作,提高工作效率。
同时,激光制造技术可以用于汽车零部件制造,如发动机火花塞、离合器片等等,大大降低了生产成本,助力汽车行业的发展。
2.电子电器行业激光加工技术在电子电器行业中的应用也颇为广泛。
例如,在手机制造、电子元器件、半导体材料等领域,激光加工技术可以实现精细的切边,排除微形变形、气泡、层间剥离,提高了产品的可靠性。
同时,激光加工技术在电器元器件的制造中也有很好的应用,如曲面激光加工技术、激光雕刻技术等等。
3.航空航天制造业激光加工技术在航空航天制造业中同样起到了不可或缺的作用。
例如,在飞机发动机的制造中,通过激光冲孔、激光切割、激光而成型等加工技术,可以实现对高温合金的加工,提高了零件的高温抗氧化性能和耐磨性能,为航空航天行业的发展贡献了巨大的力量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
激光加工技术发展的探究摘要:激光加工是将激光束照射到工件的外表,以激光的高能量来切除、熔化质料以及转变物体外表性能。
由于激光束的能量和光束的移动速率均可调治,因此激光加工可应用于任意层面和领域上。
本文分别从激光加工技术的原理及其应用综合品评了激光加工较传统加工技术的良好性,说明其在制造行业中不行替换的作用.结合我国激光加工制造现状与国际的差距,对我国激光加工业发展做了良好的预测.在阐发外国研究动向的基础上,指出激光制造技术的发展趋向,将重点定位在微结构、微刻蚀、微工具以及多功效性微技术、微工程的研究与开发上。
可以预测,三维微纳尺度的激光微制造技术必将成为新世纪的主流制造技术。
关键词:激光加工激光制造体系技术发展1.前言激光的研究及其在各个领域的应用得到了迅速的发展。
其高相干性在高细密丈量、物质结构阐发、信息存储及通讯等领域得到了普遍应用。
激光的高单色性,可在光化学领域对一些相距很近的能级作选择引发,进行重金属的同位素疏散;激光的高偏向性和高亮度可普遍应用于加工制造业(大到航天器、飞机、汽车工业,小到微电子、信息、生物细胞疏散等微技术)。
随着激光器件、新型受激辐射光源,以及相应工艺的不停改造与优化,尤其是近20年来,激光制造技术已渗透到诸多高新技术领域和产业,并开始取代或革新某些传统的加工行业。
2.正文激光制造技术包括两方面的内容,一是制造激光光源的技术,二是使用激光作为工具的制造技术。
前者为制造业提供性能优良、稳固可靠的激光器以及加工体系,后者使用前者进行各种加工和制造,为激光体系的不停发展提供广阔的应用空间。
两者是激光制造技术中不可或缺的部分,不行偏废。
激光制造技术具有许多传统制造技术所没有的优点,是一种切合可持续发展战略的绿色制造技术。
比如,质料浪费少,在大规模生产中制造资本低;凭据生产流程进行编程控制(自动化),在大规模制造中生产屈从高;可靠近或到达“冷”加工状态,实现通例技术不能实验的高细密制造;对加工工具的顺应性强,且不受电磁干扰,对制造工具和生产情况的要求低;噪声低,不孕育发生任何有害的射线与剩余,生产历程对情况的污染小等等。
因此,为顺应21世纪高新技术的产业化、满足宏观与微观制造的需要,研究和开发高性能光源势在必行。
现在正在积极研制超紫外、超短脉冲、超大功率、高光束质量等特性的激光,尤其是能顺应微制造技术要求的激光光源更是倍受关注,并已形成国际性竞争。
可以预测,激光制造技术必将以其无可替换的优势成为21世纪迅速普及的高新技术。
2.1激光加工技术概述激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对质料(包括金属与非金属)举行切割、焊接、外表处理、打孔及微加工等的一门加工技术。
激光加工技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,它的研究领域一般可分为:2.1.1激光加工体系包括激光器、导光体系、加工机床、控制体系及检测体系。
2.1.2激光加工工艺包括切割、焊接、外表处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。
2.2 激光加工技术应用激光器以切割和焊接应用最广,分别占到70%和激光加工应用领域中,CO220%,外表处理则不到10%。
而YAG激光器的应用则以焊接、打标(50%)和激光器占到了70~80%。
我国激光加工中切割(15%)为主。
在美国和欧洲CO2以切割为主的占10%,其中98%以上的CO2激光器,功率在1.5kW~2kWX围内,而以热处理为主的约占15%,大多数是进行激光处理汽车发动机的汽缸套。
这项技术的经济性和社会效益都很高,故有很大的市场远景。
在汽车工业中,激光加工技术充分发挥了其先进、快速、机动地加工特点。
如在汽车样机和小批量生产中大量使用三维激光切割机,不仅节省了样板及工装配置,还大大缩短了生产准备周期;激光束在高硬度质料和庞大而弯曲的外表打小孔,速率快而不孕育发生破坏;激光焊接在汽车工业中已成为尺度工艺,日本Toyota早已将激光用于车身面板的焊接,将差异厚度和差异外表涂敷的金属板焊接在一起,然后再进行冲压。
虽然激光热处理在外国不如焊接和切割广泛,但在汽车工业中仍应用普遍,如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理。
在工业发达国家,激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合,派生出激光快速成形技术。
该项技术不仅可以快速制造模具,而且还可以直接由金属粉末熔融,制造出金属模具。
现在,外国激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。
随着激光打孔的迅速发展,如今,重要表面打孔用YAG激光器的均匀输出功率已由5年前的400w前进到了800w至1000w。
打孔峰值功率高达30~50kw,打孔用的脉冲宽度越来越窄,重复频率越来越高,激光器输出参数的前进,很大程度上改进了打孔质量,推进了打孔速率,也扩大了打孔的应用领域。
国内现在比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和自然金刚石拉丝模的生产及腕表宝石轴承的生产中。
2.3激光加工技术较传统加工技术的良好性2.3.1特种质料特别要求的加工激光焊接与大多数传统的焊接要领相比具有突出的优势。
激光能量的高度会集和加热、冷却历程的极其迅速,可破坏一些难熔金属外表的应力阈值,或使高导热系数和高熔点金属快速熔化,完成某些特种金属或合金质料的焊接,而且在激光焊接过程中无机器接触,容易保证焊接部位不因热压缩而变形,还扫除了无关物质落入焊接部位的可能;如果采用大焦深的激光体系,还可实现特别场所下的焊接,比如,由软件控制的需断绝的远间隔在线焊接、高细密防污染的真空情况焊接等;在不孕育发生质料外表蒸发的情况下可熔化最大数目的物质,达到高质量的焊接。
以上特点是传统的焊接工具很难或完全不能做到的。
如今,在汽车、国防、航空航天等一些特别行业,已广泛采用激光焊接技术。
比如欧洲一些国家,对高档汽车车壳与底座、飞机机翼、航天器机身等一些特种质料的焊接,激光的应用已基本取代了传统的焊接工具和要领。
2.3.2特别精度的加工制造这里指的高精度除通常意义下的准确定位外,主要表现在质料内部热传导效应量级上的控制。
激光的显着特点之一,即是可接纳一连和脉冲要领输出。
以固体的钻孔与切割为例,激光能量高度会集,以及加热、冷却速率快的特点可实现传统技术到达不了的广泛要求,加工属热化学历程。
这里要突出的是,脉冲式激光辐射可到达靠近“冷”加工的光化学动力历程。
一方面选择脉冲的时间宽度,使得质料内的热传导历程和热化学反应来不及孕育发生;另一方面控制激光的功率密度和脉冲计数,按要求到达确定的去除深度,从而实现高精度的“线”切割和“点”钻孔加工。
西方一些国家在许多有特别要求的领域和产业中已广泛采用这种脉冲光制造技术。
2.3.3微细加工制造激光微细加工技术的应用是在20世纪后半叶发展起来的微电子学领域。
激光微细加工为微电子集成工艺中的单元微加工技术之一,现已形成固定模式并投入规模化生产。
除此之外,能突显其优势的领域还有精密光学仪器的制造、高密度信息的写入存储、生物细胞构造的医疗等。
选择适当波长的激光,利用各种优化工艺和迫近衍射极限的聚焦体系,得到高质量光束、高稳固性、微小尺寸焦斑的输出。
使用其锋芒尖锐的“光刀”特性,进行高密微痕的刻制、高密信息的直写;也可使用其光阱的“力”效应,进行微小透明球状物的夹持操作。
比如,高细密光栅的刻制(细密光刻);利用CAD/CAM软件进行仿真图案控制,实现高保真打标;使用光阱的“束缚力”,对生物细胞实验移动操作(生物光镊)。
值得一提的是,高密度信息的激光纪录和微细机器零部件的光制造。
无论是数字纪录还是扫描纪录,照旧图像的模仿纪录,激光纪录要领(光刻)都具有特别的优势并取得了重要突破,以数字纪录为例:①信息纪录密度高(107~108bit/cm2以上),刻录槽宽0.7μm、深0.1μm,比磁纪录密度前进两个数量级以上;②纪录、检索、读出速率快,单波道达50Mbit/s,多波道可达320Mbit/s;信息的检索和读出速率远远小于1秒;③资本低、使用寿命长。
在微细机器零部件的光制造方面,近几年外国已将其列为攻关项目,成为未来高新技术前期研究的热门。
日本采用激光技术,制造出微米量级的三维“纳米牛”,这说明在微纳量级的三维激光微成型机制上已经取得了巨大的突破。
工业大学激光工程研究院应用准分子激光,利用掩模要领,已经加工出10齿/50μm和108齿/500μm的微型齿轮。
2.3.4高效的自动流程加工制造由于激光输出的可控制性,使激光制造过程能够利用软件实现自动化流程的智能控制。
凭据生产性子的需要,既可实现加工台的定位控制亦可利用激光的光纤传输实现加工板手定位控制,从而实现高效的自动化、智能化激光制造。
比如,汽车车身笼罩件的三维定位切割、车身骨构架的焊接、齿轮盘及其他零部件的焊接加工等,已形成激光加工、组装一条龙的生产线。
2.4激光加工技术现状及国内外发展趋向2.4.1激光加工技术现状和各领域的发展作为20世纪科学技术发展的重要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一,激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。
激光加工是国外激光应用中最大的项目,也是对传统产业革新的重要手段,主要是kW级到10kW级CO2激光器和百瓦到千瓦级YAG激光器实现对种种质料的切割、焊接、打孔、刻划和热处理等。
据1997~1998年的最新激光市场品评和预测,1997年全世界总激光器市场贩卖额达32.2亿美元,比1996年增长14%,其中质料加工为8.29亿美元,医疗应用3亿美元,研究领域1.5亿美元。
1998年总收入预计增长19%,可到达38.2亿美元。
其中占第一位的质料加工预计凌驾10亿美元,医用激光器是外国第二大应用。
2.4.2激光制造体系的发展用于制造业中的激光体系即激光制造体系,由激光器、激光传输体系、激光聚焦体系、控制体系、活动体系、传感与检测体系组成,其焦点为激光器。
激光作为热源或光源(能量)是激光制造中的“刀具”或“工具”。
该“刀具”或“工具”的质量直接影响着加工制造的效果。
激光光束质量的好坏可以采用光束远场发散角、光束聚焦特性参数值Kf和衍射极限倍因子M2(M)或光束传输因子K值来表现。
对小功率激光器,如果物质均匀稳固,通常可以实现基模输出,其光束横截面能量散布为高斯散布,且在传输过程中连结稳固,光束质量较好;对于大功率激光器,一般不易得到基模输出,输出的通常为多模激光束,激光光束质量变差。
现在工业上常用的大功率激光器有CO2激光器和YAG 激光器两种。
大功率激光器的工业应用领域很广,激光切割、激光焊接都需要优良的光束质量,而寻求高光束质量的大功率激光是工业用激光器不停发展的目的。
从1964年第一台CO2激光器出现到如今,经过四十多年的发展,从封离式CO2激光器、慢速轴流CO2激光器、横流CO2激光器,到高频罗兹泵型快速轴流、射频turbo型快速轴流以至现在出现的扩散型Slab CO2激光器的发展中可以看到,一方面激光输出功率不断前进,体积不断缩小,另一方面激光器的屈从不断发激光器光束横截面上光强分布靠近高展,光束质量越来越好。