激光技术在材料加工领域的发展及应用

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激光加工技术在材料制造中的应用

激光加工技术在材料制造中的应用

激光加工技术在材料制造中的应用第一章:激光加工技术概述激光加工技术是一种以激光束为切割或溶解工具的高精度制造技术。

该技术的优点是无接触、高精度、快速加工和良好的可重复性。

这种技术已被广泛应用于加工各种不同类型和硬度的材料。

第二章:激光加工技术在材料制造中的应用2.1 金属材料制造激光是一种理想的金属材料切割和焊接工具。

激光的高能量密度可以轻松地穿透制造材料,使它们在必要时能够精确地切割和成型。

激光切割技术主要应用于制造汽车、建筑、电子和机械工程中的不同部件。

同时,激光焊接技术也广泛应用于制造金属构件,例如涡轮机组件、飞机零件和船舶构件,以及其它在工程结构中需要连接的金属部件。

2.2 塑料材料制造激光加工技术可以应用在塑料零件的切割和成型中。

激光可以切割出不同形状和尺寸的塑料件,以及微型的电子设备组件。

在科学实验和医学研究领域,激光雕刻器也被广泛应用于制作小型实验标本和医学器械。

2.3 光学材料制造激光加工技术可以应用于光学材料的制造过程中,如制造平面和球面镜子、棱镜、滤光器等光学元件。

激光加工技术的高度准确性,使得它可以生产精确的光学元器件,以满足高精度制造的需求。

2.4 电子材料制造激光加工技术也可以广泛应用于电子材料制造过程中。

激光切割技术可以制作不同形状和尺寸的电子元件,例如太阳能电池、LED器件、半导体芯片等。

同时,激光加工技术也可以应用于电子器件的组装和连接中。

第三章:激光加工技术的发展趋势激光加工技术的发展一直在进行中,主要趋势可以概括为以下几点:3.1 更大功率,更高速度随着激光技术的不断发展,越来越强大的激光器被开发出来。

这些高功率激光器可以进行更快速度的切割和熔化过程,从而提高了制造的效率。

3.2 更高的精度激光加工技术的精度仍然是发展的一大瓶颈。

因此,激光系统需要更高的精度,以满足新兴制造领域的需求,例如在微电子领域中使用更小的器件和更高密度的集成电路。

3.3 更多样化的应用激光加工技术不仅可以应用于材料制造,在医学、美容等领域中也得到了广泛应用。

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。

激光制造技术的应用与发展趋势

激光制造技术的应用与发展趋势

激光制造技术的应用与发展趋势激光制造技术是一项重要的现代制造技术。

它的应用范围广泛,可以用于制造各种高精度、高质量的零部件、元件和产品。

激光制造技术的发展趋势也非常明显,未来它将继续向着高效、高精度、智能化和多功能化的方向发展。

一、激光制造技术的应用激光制造技术主要包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光烧结、激光雕刻和激光清洗等方面。

这些应用领域很广,可以应用到机械加工、电子、光学、医药、军事等领域。

下面就来详细介绍一下激光制造技术的主要应用。

1、激光切割激光切割是利用高能激光束对材料进行熔化、蒸发和燃烧,将材料切割成所需形状的加工技术。

激光切割技术具有高速、高精度、无残余、无变形等特点,广泛应用于金属材料、非金属材料和合金材料的切割加工。

激光切割已经成为大批量、高效的加工方式,例如在汽车零部件、电子设备、建筑材料等行业中广泛应用。

2、激光焊接激光焊接是利用激光束对金属材料进行加热和熔化,将两种或多种材料焊接在一起的一种加工方式。

激光焊接具有焊缝小、结构均匀、强度高等优点,被广泛应用在汽车、电子、航空航天、电力、医疗等工业领域中,尤其是在汽车制造和电子器件制造领域的应用更为广泛。

3、激光打标激光打标是利用激光束在材料表面进行刻印、打标的一种加工方式。

激光打标技术具有速度快、精度高、清晰度好等特点,在电子、航空、汽车、医疗等工业领域的标志、条形码、名称、编号等标识标记方面实现了生产自动化和信息化管理的目标。

4、激光烧结激光烧结是利用激光束对多层金属材料或复合材料进行加热和融合的一种加工方式。

这种加工方式可以用于制造各种高精度零部件和几何形态复杂的零部件,例如汽车发动机活塞、刀具等。

5、激光雕刻激光雕刻是利用激光束将图案、文字、图像等深度割刻在材料表面的一种加工方式。

激光雕刻技术广泛应用在商标、礼品、纪念品等的制造中。

6、激光清洗激光清洗是利用激光束对材料表面进行清洗、去污的一种加工方式。

激光清洗技术能够在金属表面清除氧化层、锈蚀、涂层、尘土等,使表面光洁度提高,广泛应用于汽车、机械、建筑材料等领域。

飞秒激光技术在材料加工中的应用

飞秒激光技术在材料加工中的应用

飞秒激光技术在材料加工中的应用飞秒激光技术是目前材料加工领域中最为炙手可热的一项技术。

飞秒激光具有高能量、高速度和高精度等特点,可以实现对材料的微观加工和细节修整,因此在医学、工业、科学研究等领域中有着广泛的应用。

在本文中,我们将会探讨飞秒激光技术在材料加工中的应用及其优点。

一、飞秒激光技术介绍飞秒激光技术是一种利用飞秒脉冲的高能量激光进行加工的新兴技术。

相比于传统激光,飞秒激光的脉冲时间极短,通常为几百飞秒,即1秒钟内脉冲数达到10的15次,这使得飞秒激光可以实现对材料的微观加工和细节修整。

由于飞秒激光具有极高的能量和速度,能够产生极高的温度和压力,使得材料发生蒸发、熔化等现象,进而实现对材料的切割、二次加工等操作。

同时,由于脉冲时间非常短,飞秒激光加工可以有效避免材料的过度加工和热扰动,从而提高了加工的质量和效率。

二、飞秒激光技术在材料加工中的应用1.微处理飞秒激光在微处理领域中有着广泛的应用。

例如,可以利用飞秒激光切割和打孔微型管道和细长管道,这对于微流体方面的研究和应用有着重要的意义。

同时,飞秒激光还可以实现对一些复杂的微器件和微结构的制造,例如微型精密光学器件、微机械器件等。

2. 二次加工由于飞秒激光加工可以实现对材料的微观处理,因此在二次加工方面有着特殊的优势。

例如,飞秒激光可以用于对材料表面的图案化处理、雕刻以及微观结构的制造等,这对于材料的表面功能化和优化等方面应用具有广泛的应用价值。

3. 切割加工飞秒激光在切割加工方面也有着广泛的应用。

传统激光加工往往因为焦点位置的不稳定和束斑大小的变化等问题而导致加工的质量不稳定,而飞秒激光可以有效解决这一问题,实现对材料的高精度切割加工。

三、飞秒激光技术的优点1.高精度飞秒激光可以实现对材料的微观加工和细节修整,具有极高的加工精度。

由于脉冲时间非常短,也可以避免因为加工时间过长而导致的材料变形等问题,进一步提高了加工的精度和质量。

2.高速度在一些大批量制造的加工场合中,飞秒激光技术具有明显的优势。

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。

激光技术在金属材料加工工艺中的应用

激光技术在金属材料加工工艺中的应用

激光技术在金属材料加工工艺中的应用1. 引言1.1 激光技术在金属材料加工工艺中的重要性激光技术是一种高精度、高效率的加工方法,在金属材料加工领域发挥着重要作用。

激光加工具有非接触性、高能量密度、高速度和高精度等优点,可以实现对金属材料的精密加工和微细加工。

在金属材料加工中,激光技术可以实现各种加工工艺,如切割、焊接、打印、表面处理和热处理等,为金属制造业提供了多种解决方案。

激光技术在金属材料加工工艺中的重要性体现在以下几个方面:激光加工具有高能量密度和可控性,可以实现对金属材料的高精度加工,提高加工质量和加工效率;激光加工具有非接触性,可以减少材料损失和减少工具磨损,有利于提高金属材料利用率和延长设备寿命;激光加工具有高速度和高效率,可以节约成本和减少能源消耗,提高金属加工的经济效益和环保效益。

激光技术在金属材料加工工艺中的重要性不言而喻,已经成为当今金属加工行业不可或缺的重要技术之一。

随着激光技术的不断发展和创新,相信其在金属材料加工中的应用前景将更加广阔。

1.2 激光技术的发展历史激光技术的发展历史可以追溯到上世纪50年代。

1958年,美国的肯尼斯·荣特根发明了世界上第一台激光器,标志着激光技术的诞生。

随后,激光技术经过不断的发展和完善,逐渐应用于各个领域,包括金属材料加工工艺。

在激光技术发展的过程中,人们逐渐发现了激光在金属材料加工中的巨大潜力。

激光技术能够实现高精度、高效率的金属材料加工,不仅可以减少加工时间和成本,还可以提高产品的质量和精密度。

激光技术在金属材料加工工艺中扮演着非常重要的角色。

随着科技的不断进步和激光技术的不断完善,激光在金属材料加工中的应用范围也在不断扩大。

从最初的激光切割技术到目前的激光焊接、激光打印、激光表面处理以及激光热处理技术,激光技术已经成为金属材料加工中不可或缺的重要工具。

激光技术的发展历史为金属材料加工工艺的进步提供了重要的技术支持,同时也为未来激光技术在金属加工领域的应用打下了坚实的基础。

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

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。

激光在材料科学中的应用

激光在材料科学中的应用

激光在材料科学中的应用材料科学是一门多学科交叉的学科,涵盖了化学、物理、机械、电子、生物等多个领域。

近年来,在材料科学领域中,激光技术正在被越来越广泛地应用。

激光具有高功率密度、能量聚焦、高效率等特点,既可以实现微观加工,也可以进行宏观切割。

在材料科学中,激光不仅可以用于合成材料、制备材料和成功材料,还可以用于材料表面的改性和加工。

一、激光在材料制备中的应用在材料制备中,激光技术可以实现高精度、高效率、环保的过程控制。

例如,激光化学气相沉积技术(LPCVD)是用激光控制气体流量和反应温度来进行薄膜的制备,可以实现低温合成、高质量和高速制备。

此外,激光也可以用于材料的快速成型。

3D打印技术中的激光烧结成型(SLM)技术,就是一种利用激光来进行精细加工的方法。

通过不断烧结、紧密结合和加工,可以实现相对复杂的三维结构的构建。

二、激光在材料改性中的应用激光在材料改性中的应用很广泛。

例如,利用激光可以刻蚀材料表面,形成一定深度的纳米结构和纳米孔洞,从而改变材料表面的吸附性、润湿性和疏水性等特性,提高材料表面的生物兼容性;又比如,利用激光可以在材料表面形成氧化层、碳化层和氮化层等,从而改变材料表面的化学成分和组织结构,提高材料表面的性能、强度和硬度等等。

三、激光在材料加工中的应用激光在材料加工中的应用是最为广泛的。

利用激光可以对材料进行高精度的切割、打孔、划痕、铆接、焊接等等,打破了传统加工方法对材料的侵蚀性。

例如,利用激光可以对金属板材进行定位和切割,实现高质量零件的切割,同时也可以加速工艺的完成,提高生产效率。

此外,利用激光可以在精密零件的加工过程中,大大降低废料的产生量,也极大地提高了加工质量和工作效率。

四、结论总之,激光技术在材料科学中的应用正在逐步得到发展和完善。

此外,需要指出的是,虽然激光技术的应用范围很广,但是在实际应用中,也存在一些问题,如加工效率低、精度不足、材料损伤等等。

为了更好地应用激光技术,还需要进一步提高激光加工的质量和效率,同时也需要加强对激光技术的研究和开发工作。

激光在工业加工领域中的应用

激光在工业加工领域中的应用

激光在工业加工领域中的应用激光作为一种重要的光学技术,在工业加工领域中得到了广泛的应用。

激光具有高能量、高光束质量、高单色性等优点,可以对各种材料进行切割、焊接、打孔等各种精密加工工艺,因此被誉为工业制造的“利剑”。

一、激光技术在工业加工中的应用1. 激光切割技术激光切割技术是利用激光在被切割材料表面产生高温和压力,使材料熔化、汽化并产生裂纹,从而实现对材料的分离。

这种加工方法适用于多种材料,如金属、非金属、塑料、木材等。

激光切割工艺具有精度高、速度快、效率高、加工深度可控等优点,被广泛应用于汽车制造、航空航天、机床制造等工业领域。

2. 激光焊接技术激光焊接技术是利用激光对被焊接材料进行高能量聚焦,将材料表面熔化并产生反应,从而实现材料的粘结。

激光焊接技术适用于各种金属、合金、非金属等材料的焊接。

激光焊接工艺具有高效率、低热影响区、焊接质量高等优点,被广泛应用于汽车制造、机器人制造、电子器件制造等领域。

3. 激光打孔技术激光打孔技术是利用激光在材料表面产生高热和气体压力,使材料表面产生熔融和汽化,从而实现对材料进行小孔的加工。

激光打孔工艺具有精度高、加工速度快、钻孔质量好等优点,被广泛应用于汽车零部件制造、航空航天制造、电子设备制造等工业领域。

4. 激光雕刻技术激光雕刻技术是利用激光在特定材料表面进行局部加热,使其表面产生不同的化学和物理变化,从而形成图案、字母和图像等效果。

激光雕刻工艺具有精度高、加工速度快、制作效果好等优点,被广泛应用于工艺品、礼品、家居装饰等领域。

二、激光技术在未来的应用前景随着先进制造技术的不断发展,激光技术在工业加工领域中的应用前景越来越广阔。

未来,激光技术将成为更多行业的突破口,其应用领域也将更加广泛。

以下是激光技术在未来的应用前景:1. 3D打印技术近年来,3D打印技术在制造业中得到了广泛应用,而激光技术作为其核心技术之一,必将继续发挥重要作用。

基于激光精确加工能力的3D打印机,可以根据客户需求快速生产出所需物品,满足复杂零部件的加工需求。

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

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。

激光技术在金属材料加工工艺中的应用

激光技术在金属材料加工工艺中的应用

激光技术在金属材料加工工艺中的应用
激光技术是一种非常高效和精确的加工方法,被广泛应用于金属材料加工领域。

激光
技术的主要优点是可以实现高精度、高速度、高可控性、无接触性、低损耗和低污染等特点。

激光加工技术已成为制造业的重要技术手段之一,广泛应用于航空航天、汽车、电子、通讯、军事、医疗等领域。

激光切割是利用激光束对金属材料进行高速、高精度切割的技术,可以实现对各种金
属板材、管材等材料的切割加工。

在激光切割中,激光束通过光透镜聚焦后,可以在材料
表面产生高温区域,使其迅速蒸发、熔化或燃烧,从而实现对材料的切割。

激光切割技术
除了可以实现高速度、高精度切割外,还具有切割质量好、加工表面光洁等优点。

由于激
光切割无需刀具,因此还可以实现对薄板材、不规则形状材料的切割,为金属材料加工提
供了更多的选择。

激光焊接是利用激光束进行金属材料的焊接工艺。

激光束照射到两个被焊接的金属件上,使其表面迅速加热,并在加热过程中产生的熔渣被喷出,两个金属件就可以实现焊接。

激光焊接的特点是焊接速度快、热影响区小、接头质量好等。

激光焊接可以处理各种不同
的材料,包括金属材料、塑料、陶瓷等,因此在汽车、电子、医疗等领域广泛应用。

激光打印是利用激光束进行金属材料的打印工艺,它可以通过控制激光束的强度和位置,在金属材料表面进行精密加工。

激光打印技术的主要特点是可以实现三维打印,打印
精度高、速度快、成本低等优点,在制造工业、航空航天等领域得到了广泛应用。

激光打
印技术还可以实现对材料的精细处理,这对于需要高精度、高质量、低成本材料加工的应
用非常有利。

激光在材料加工中的应用

激光在材料加工中的应用

激光在材料加工中的应用激光是一种高能光束,具有单色性、方向性、相干性和高功率密度等特点。

它是一种先进的加工工艺,可以在不接触或间接接触的情况下对物体进行加工,被广泛应用于各个领域,特别是材料加工领域。

在本文中,我们将深入了解激光在材料加工中的应用。

一、激光切割激光切割是激光加工技术中最常见的一种,它的处理困难度和裁切效果都是传统机械制造方式无法比拟的。

激光切割将光束集中于一点,通过高能激光束对材料进行局部熔化和蒸发,从而实现对材料的切割。

激光切割的优点在于其能够实现高精度、高速度、节约时间和成本等多种效果。

因此,它广泛应用于汽车、航天、电子、医疗器械等各种行业。

二、激光焊接激光焊接是一种无接触的紧密连接方式,是利用高能激光束进行加热,使连接区域的材料达到熔化状态,然后冷却形成焊接。

激光焊接相对于常规的焊接方法具有焊缝小、形变小、连接强度高和热影响区域小的特点,适用于金属板材、塑料、电子元件、精度光学元件等的制造。

因此,激光焊接也被广泛应用于汽车、电子、医疗器械等行业。

三、激光打标激光打标是全数字化的加工过程,它是用高能精准激光束进行标记或者刻划,将文字、图案、编码等信息标记于产品表面,以达到防伪、追溯、美化等目的。

激光打标有点是标记结果精确、清晰、不易脱落或掉色,可以适应多样化形状和材料的产品,用于钢材、有色金属、塑胶、陶瓷、玻璃、硅胶等多个材料的标记。

因此,激光打标被广泛应用于餐具、酒瓶、手机、电子元器件、机械设备等行业。

四、激光打孔激光打孔是通过把光束聚焦成极小的点,利用激光束的高能量密度热效应在材料上形成一个小孔,适用于薄板、硬质材料和复杂形状的物体。

激光打孔具有高加工精度、孔径小和表面较平滑的特点,适用于钢材、铝材、合金、金属等材料打孔。

激光打孔的应用范围广泛,如自动化生产线、通风管道、加油管道、车身板材等,其中贵金属、微细孔、精密五金等领域应用尤为广泛。

五、激光清洗激光清洗是一种金属表面湍流流场剥离污染物的新型技术。

激光制造技术的创新与应用

激光制造技术的创新与应用

激光制造技术的创新与应用在当今的工业制造领域中,激光制造技术越来越受到关注。

众所周知,激光在医治方面的应用已有卓越的成果。

而在工业制造领域中,激光制造技术的创新又带来了哪些变化呢?一、激光加工技术激光加工技术是激光制造技术中最为出色的一项。

它利用激光或激光与其它能量源的混合加工而实现对零件的加工加热、熔融和溶解等。

这种技术可以实现对各种材料的加工处理,如精密零部件、模具及模板等。

激光加工技术在成型精确度上有很大的突破,可以克服许多传统机床无法完成的任务。

二、激光焊接技术激光焊接技术是一种高端的金属连接技术,与其他焊接方法相比,其优点在于焊接速度快、可焊接性强、变形小、无需制备焊接溶剂、无需接触和不会导致电磁干扰。

应用于电子、汽车、军工等领域。

在这些领域中,激光焊接技术一直都是最佳的焊接方法之一。

三、激光沉积技术激光沉积技术是一种用于修复和制造金属部件及齿轮、叶片和涡轮等复杂零部件的技术。

该技术利用激光或其它能量源,通过在零部件表面不断密集多次地堆积,以得到很大的厚度,实现对零件的加工加热、熔融、溶解和成形。

该技术可大大缩短零部件制造周期、降低制造成本,同时还能提高制造效率和品质,加强其可读性和可维修性。

四、激光打标技术激光打标技术是一种用于对工件进行打标的技术,其主要用于自动化部件的追溯体系中。

激光打标技术目前已广泛应用于数控机床、汽车行业、工业机器人和医疗器械、电子元器件等领域。

在工业制造领域中,打标技术是不可或缺的一个环节,为保证员工的操作安全,工件的质量可靠性以及生产效率的提高提供了重要的保障。

五、激光切割技术激光切割技术是一种重要的切割工艺,可以实现对很多不同材料的高精度切割。

激光切割被广泛应用于汽车、电子、医疗器械、机械制造等众多领域。

激光切割技术优点在于切割速度快、质量好、自动化程度高、解构面小,可以实现对各类材料的切割加工,为工业领域的高质量、高效率提供了保障。

综上所述,激光制造技术作为一种高端的制造工艺,为工业制造领域提供了完美的解决方案。

激光加工技术及其应用

激光加工技术及其应用

激光加工技术及其应用激光加工作为一种高端加工技术,广泛应用于航天、武器、汽车、电子、医疗等领域。

它是利用激光束的高强度和高可控性进行材料加工的一种技术,可以用于切割、刻蚀、打孔、焊接等多种加工作业。

本文将探讨激光加工技术及其应用领域。

一、激光加工技术简介激光加工技术是指利用激光能量对材料进行切割、刻蚀、钻孔、打孔、焊接等加工作业的技术。

它的原理是利用激光束的高聚焦能力,将激光束集中在小的区域内,使材料局部受热,从而蒸发或熔化。

因为激光束的特殊性质,激光加工具有高精度、高效率、高速度、低损伤、无接触等优点,并且可以加工几乎所有材料。

激光加工技术主要分为激光切割、激光刻蚀、激光钻孔、激光打孔、激光表面处理等几大类。

其中,激光切割是最常见的加工类型之一,它可以用于金属、非金属、纺织品、玻璃等材料的高精度切割。

二、激光加工应用领域(一)、汽车制造随着汽车制造行业的不断发展,对于汽车零部件的制造要求也越来越高。

激光加工技术在汽车制造领域的应用越来越广泛,它可以用于汽车发动机、底盘、车身等各个方面的制造。

例如,在发动机制造中,激光焊接技术可以用于活塞、缸套的制造,其加工速度和质量远远超过传统的加工方法;在车身制造中,激光切割技术可以用于汽车门、车身板等的精细加工,其加工速度和精细度也较高。

(二)、电子制造在电子制造领域,激光加工技术同样发挥着重要作用。

以手机制造为例,激光加工技术可以用于手机屏幕、摄像头制造过程中的精细加工,能够实现高效率、高精度的制造,提高制造的品质和效率。

此外,激光加工技术还可以用于半导体器件、电路板等电子元器件的制造和加工,它比传统的机械加工和化学加工更加高效。

(三)、航空制造在航空制造方面,激光加工技术也有着广泛的应用。

在航空发动机制造中,激光加工技术可以用于制造复杂的叶轮和涡轮叶片,其加工精细度和速度较高,性能更加优良。

此外,激光加工技术还可以用于制造航空器件和机身等各个方面的加工,在提高航空器件的质量和安全性方面发挥了重要作用。

激光辅助切削技术在金属加工中的发展与应用

激光辅助切削技术在金属加工中的发展与应用

激光辅助切削技术在金属加工中的发展与应用近年来,随着制造技术的不断进步和智能化程度的提高,激光辅助切削技术在金属加工领域得到了广泛的应用。

该技术利用激光束对工件进行加热和熔化,再通过切削加工将其剥离,可提高切削质量、降低切削力和能耗,并且具有高精度、高效率和绿色环保等优点。

本文将重点介绍激光辅助切削技术的发展历程和在金属加工中的应用。

激光辅助切削技术最早可以追溯到20世纪60年代,随着激光技术的发展和工业应用的推广,该技术逐渐成熟并得到了广泛的关注。

在金属加工领域,激光辅助切削技术可以广泛应用于切削、钻孔、铣削、冲压和激光成形等工艺中。

特别是在高硬度、高熔点和难加工材料的切削加工中,激光辅助切削技术可以发挥其优势,提高加工质量和效率。

激光辅助切削技术在金属加工中的应用可以分为几个方面。

首先,激光辅助切削技术可以用于微细加工,例如微型零件的制造和微纳加工。

激光束的直径可以缩小到几微米甚至更小,可以实现对微小工件的高精度加工,满足现代制造业对高精度部件的需求。

其次,激光辅助切削技术可以应用于复杂形状零件的加工。

在传统机械切削过程中,复杂形状的零件常常需要多次换刀和刀具的调整,而激光辅助切削技术可以通过精确控制激光束的路线和强度,实现对复杂曲线的一次性切削,大大提高生产效率。

此外,激光辅助切削技术还可以用于提高材料的切削性能。

对于高硬度、高熔点和难加工材料,通过激光辅助切削技术对工件进行预热和熔化,可以降低材料的硬度和切削力,进而提高切削效率和质量。

这对于一些航空航天和汽车制造等领域,尤其重要。

与传统切削方法相比,激光辅助切削技术还具有节约能源和环保的优势。

激光辅助切削技术对于工件进行局部加热,并且只需较小的切削力,可以减少能源的消耗。

同时,由于切削不会产生切屑和废渣,对于金属加工过程中的废料处理问题也具有很大的优势。

然而,尽管激光辅助切削技术具有广泛的应用前景,但在实际应用中仍然存在一些困难和挑战。

激光在材料制造中的应用及发展

激光在材料制造中的应用及发展

激光在材料制造中的应用及发展人类在现代科技发展的历程中,不断探究化学、物理、工程等多个领域,从而诞生了许多革命性的新技术,其中激光技术一直备受推崇。

激光以其独特的性能和成像方式,在制造、医疗、通信等领域都有广泛的应用。

在材料领域,激光技术的应用更是深刻和丰富,实现了材料加工和制造的高精度、高质量、高效率等特点。

随着激光技术的不断完善和发展,它必定会在各个领域持续发挥着大力的作用。

一、激光在材料加工中的应用1. 激光切割技术激光切割技术是指使用激光束来熔化工件表面,再利用气流将其吹掉,从而达到切割材料的目的。

激光切割技术具有切割精度高、自动化程度高、处理速度快等优点,应用广泛。

在金属板材、玻璃、陶瓷等材料的制造和加工中,激光切割技术尤为重要和普遍。

2. 激光打标技术激光打标技术是指利用激光将材料表面材料氧化或气化,达到打印、刻字、划线等目的。

激光打标技术具有成本低、精度高、印刷速度快等优点,应用广泛。

在食品包装、纸张、汽车、电子等领域都有广泛的应用。

3. 激光焊接技术激光焊接技术是指利用激光束对工件局部高温熔化,而后融合在一起。

相对于传统焊接技术,激光焊接技术具有精度高、焊接质量好、操作稳定等优点,应用广泛。

在汽车、航空、半导体、医疗设备等行业,激光焊接技术都有重要应用。

二、激光在材料制造中的应用1. 激光烧结技术激光烧结技术是将粉末通过高温烧结成具有一定形状和性能的材料。

相对于传统的烧结技术,激光烧结技术具有能量浓度高、加热速度快等优点,可以制造金属材料、陶瓷材料、塑料等多种材料。

2. 激光三维打印技术激光三维打印技术是一种先进的材料制造技术,可以通过添加材料的方式建立三维对象。

激光三维打印技术的优点在于:速度快、精度高、有效减少废料等,应用范围广泛。

在航空、医学、汽车等领域的应用非常广泛。

三、激光技术的未来发展激光技术作为一种与时俱进的科技,未来的发展趋势仍然有着广泛的前景。

目前,激光技术的领域已经开始拓宽,如在太阳电池、LED、生命科学等诸多领域,也有了新的应用。

金属加工行业领域激光切割技术的创新与应用

金属加工行业领域激光切割技术的创新与应用

金属加工行业领域激光切割技术的创新与应用随着科技的不断进步,金属加工行业领域的切割技术也得到了长足的发展和创新。

其中,激光切割技术作为一种高效、精确和可靠的加工方法,逐渐在金属加工行业中得到广泛应用。

本文将介绍金属加工行业领域激光切割技术的创新与应用。

第一部分:激光切割技术的发展历程激光切割技术起源于20世纪60年代,并在不断的研究和改进中逐渐成熟。

最早的激光切割系统采用CO2激光器,其具有高功率、高光束质量和高光电转换率等优点。

然而,由于CO2激光器波长较长,不适用于某些金属材料的切割。

随后,光纤激光器的出现填补了这一空白,其波长较短,对金属材料具有较好的切割效果。

第二部分:激光切割技术的创新随着科技的进步,激光切割技术也在不断创新中得到提升。

首先,激光切割的速度得到了显著提高。

新型激光器的出现使激光切割的速度更快,切割效果更加精细。

其次,激光切割的精度有了质的飞跃。

新一代的激光切割系统采用了先进的光学技术和自动化控制技术,大大提高了切割的精度和稳定性。

此外,激光切割技术还实现了对不同形状、不同材料的金属进行精确切割,为金属加工行业带来了更广阔的应用空间。

第三部分:激光切割技术的应用领域激光切割技术在金属加工行业中有着广泛的应用。

首先是钢铁行业,激光切割技术可以对各种厚度的钢板进行高效、精确的切割,应用于船舶制造、汽车制造等领域。

其次是家电行业,激光切割技术可用于切割家电产品的外壳,使其具备更好的外观和质量。

此外,激光切割技术还在建筑、航空航天、电子等领域中得到了广泛应用,为这些行业的发展提供了强有力的支持。

结论:激光切割技术作为金属加工行业领域的一种创新加工方法,其在速度、精度和应用领域上都得到了长足的发展。

随着科技的不断进步,相信激光切割技术将继续创新和提升,为金属加工行业带来更多的发展机遇和挑战。

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

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。

激光照射技术在材料加工中的应用

激光照射技术在材料加工中的应用

激光照射技术在材料加工中的应用越来越广泛。

这种技术的发展使得人们能够更加精细地加工各种各样的材料。

有些领域,如航空航天、医疗设备、电子器件、汽车制造等,都在使用激光加工技术。

在本文中,我将简要地介绍激光照射技术的基本原理和应用。

激光是一种高度集中的光束,它由光子构成。

这种光束具有很高的能量和非常高的光子数密度。

当光束击中物体时,它会被吸收并转化为热能。

这种热能可以用于切削、焊接、打孔、去除涂层和表面处理等各种加工操作。

激光加工的优点在于其高度定制化和准确性。

例如,激光打孔可以在较小的区域内进行,从而使材料保持完整性。

这也意味着激光加工可以用于处理高精度部件和材料。

激光切割是激光照射技术最常见的应用之一。

它在工业制造中广泛应用,例如汽车和飞机制造业。

在激光切割过程中,高能量的激光光束可以切割硬的材料,例如金属、塑料和陶瓷等。

这种方法消耗极少的能量,可以从时间和成本的角度得到更好的效益。

激光焊接是另一种激光照射技术的应用。

它与传统的焊接方法相比具有更大的优势。

激光焊接可以在一个更小的区域内进行,从而可以防止对材料和其他附近设备的有害影响。

激光焊接还可以在一些特殊材料上进行操作,这些材料现在无法通过传统焊接方法进行处理。

这种技术可以应用于电子器件、航空航天和医疗设备等领域。

激光雕刻也是激光照射技术的一个有趣的应用。

它可以在小型和精密材料上进行操作。

例如,在雕刻个性化手机壳或宝石等领域可以得到很好的应用。

这种方法需要非常细致和专注的艺术家,但是它可以作为制造和商品定制方面的工具。

总之,激光照射技术是现代材料加工任务不可或缺的工具。

它具有高精度、定制化、非接触性等优点,现在已经成功应用于多个领域。

激光技术已经成为未来工业和技术发展的新方向。

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第38卷第1期2010年3月稀有金属与硬质合金Rar e M etals and Cemented CarbidesVo l.38 .1M ar. 2010专题论述激光技术在材料加工领域的发展及应用邱星武1,2(1.凌源钢铁集团有限责任公司,辽宁凌源122504;2.辽宁工程技术大学材料科学与工程学院,辽宁阜新123000)摘 要:概要介绍了激光技术的主要特点及其在打孔、切割、焊接等材料加工方面的应用,以及激光表面改性、激光新材料制备等新技术,并对激光技术的近期发展进行了展望。

关键词:激光技术;材料加工;发展;应用中图分类号:T G156.99 文献标识码:A 文章编号:1004-0536(2010)01-0060-04Development and Application of Laser T echnology in the Field ofM aterial ProcessingQIU Xing-wu1,2(1.Lingy uan Iro n&Steel Gro up Co.,Ltd,Ling yuan122504,China;2.Scho ol o f Materials Science and Eng ineer ing,Liaoning T echnical University,Fuxin123000,China) Abstract:Brief description is m ade of the m ain features and applications of laser technolog y in the field of material pro cessing in respect o f perforing,cutting and w elding.And the laser surface modification and la ser new mater ial prepar ation is also introduced.Its pro spect for dev elo pment in the near future is pointed out.Keywords:laser technolo gy;material processing;developm ent;application;sintering1 激光加工技术的特点和应用现状激光是20世纪人类的四大发明之一,作为高新技术的重要组成部分,是20世纪科学技术发展的重要标志和现代信息社会光电子产业的重要支柱。

人们认为21世纪已进入光电子时代,作为能量光电子的激光技术的进一步广泛应用,将极大改变人类的生产和生活。

激光加工因实现了光、机、电技术相结合,故是一种先进制造技术,目前正处于向传统制造技术工艺过程积极渗透的阶段[1,2],如已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门,且对提高产品质量、劳动生产率和自动化,减少材料消耗,实现零污染等起到愈来愈重要的作用。

1.1 激光加工技术的主要特点采用激光进行材料加工与常规热加工相比,具有如下主要特点[3,4]:(1)激光加工为无接触加工,且激光束的能量高及移动速度可调,可以实现多种加工;(2)激光可对多种金属、非金属进行加工,特别是可加工高硬度、高脆性材料;(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,激光能量密度高、加工速度快,且系局部加工,故对非加工表面没有影响或影响极小,同时其热影响区小、工件热变形小、后续加工量小;(5)激光束易于导向、聚焦实现各方向的变换,极易与数控系统配合对复杂工件进行加工,是一种极为灵活的加工方法;收稿日期:2009-03-18;修回日期:2009-08-14作者简介:邱星武(1982-),男,硕士研究生,主要从事材料表面技术研究,fallen rain922@第1期 邱星武:激光技术在材料加工领域的发展及应用(6)可透过透明介质对密闭容器内的工件进行加工;(7)生产率高,加工质量可靠,经济效益和社会效益好。

1.2 激光加工技术的应用概况德国为了推广激光加工技术,除了建立9个国家级激光中心外,还建立了大量的激光加工站;同时在大、中、小型企业积极建立激光加工生产线[5],如大众汽车厂建立了齿轮激光加工生产线,奔驰汽车厂共有的18个厂房中有8个厂房安装了激光加工生产线。

美国是世界上最早建立激光加工站的国家, 1996年的统计结果表明,其激光加工站的年收入已逾80亿美元,且加工站(jop shop)数量已超过1765家,这对于在美国推广激光加工技术起着重要的作用[6]。

激光切割和焊接等在日本电子、电机、汽车、车辆零部件、OA机器等小件、大批量生产中也得到了迅速发展[7]。

我国于20世纪90年代初,在武汉建立了国家级的激光加工工程研究中心,以期达到在全国起到示范和推广的目的[8]。

北京、上海等地与国家部委联合建立了激光加工工程研究中心。

此外,许多地方政府以及众多科研机构和高校也建立了激光加工研究中心来进行激光加工技术研究和推广,并取得了比较满意的效果。

例如,天津冷轧薄板厂通过采用激光毛化等先进技术,使面临倒闭的企业起死回生,仅1995年就生产了价值6亿元的激光毛化钢板,出口创汇数千万美元[9];又如西安内燃机配件厂建立了12条缸套激光热处理生产线,将缸套寿命提高了1~3倍,并已在全国范围推广[10]。

因此,发展激光产业将带动传统工业的改造和发展。

然而,我国目前还只有130~140家类似国外的激光加工站,因此很有必要加大推广力度。

总体而言,激光加工技术在20世纪激光问世不久就受到人们的重视,经过40多年的发展,现已成为先进制造技术的重要组成部分,如在美国、欧洲和日本,高功率激光切割机的装机量都超过了一万台,德国大众汽车厂用于车身制造的激光机械手多达475台,我国长江实业公司的IC封装生产线上也装备了近百台激光标记机,制造业的需求使得激光加工技术的市场始终保持着强劲的上升势头[11-13]。

全球激光加工设备市场近年持续增长,虽2000年起受经济萧条的影响,增长速度有所减缓,其后随着世界经济复苏,于2004年又迅速回升。

我国国产激光加工设备的销售额随国民经济的发展增长更快,尤其是从2000年开始进入高速发展时期,到2004年已超过了15亿元人民币,但仍只占全球销售额的5%,这对一个制造大国来说是不相称的,必须大力发展先进的激光加工技术,改造传统的制造工艺,提升我国的制造水平,以力争成为制造强国。

2 激光技术在材料加工领域中的主要应用2.1 激光打孔和切割由于激光可以通过聚焦而获得高密度能量(106 ~108J/cm2),瞬间可使任何固体材料熔化甚至蒸发,因此从理论上说可以用来加工任何种类的固体材料。

事实上,激光一经发明,人们首先想到用其来对宝石这类采用常规方法难以加工的材料进行孔加工。

目前,激光已经广泛用于各类材料的孔加工和切割,如进行木模板的激光切割和石油管道的激光切缝等。

2.2 激光焊接激光焊接与常规焊接方法相比,具有如下一系列优点[14]:利用激光的高密度能量,可对高熔点、难熔金属或两种不同金属材料进行焊接,也可对非金属材料进行焊接(如玻璃的焊接);加热速度快,作用时间短,热影响区小,热变形可以忽略;属于非接触焊接,无机械应力和机械变形;激光焊接装置容易与计算机联机;可在大气中焊接,无污染等。

因此,激光焊接在工业上获得广泛应用。

2.3 激光表面改性技术激光表面改性技术包括:激光表面相变硬化、激光表面合金化与熔覆、激光表面非晶化与微晶和激光冲击强化等[15]。

利用激光表面改性技术可以极大地提高零件表面的机械、物理和化学性质,现在已经广泛应用于工业生产。

(1)表面硬化或淬火。

铁基合金通过激光表面硬化产生马氏体,从而增加零件表面的耐磨性能和疲劳强度。

例如经激光表面硬化的AISI1045钢样品,其表面硬度H RC为55,磨损10h后所产生的质量损耗为0.6~1.4mg;而在相同试验条件下,未经处理的AISI1045钢的硬度H RC仅为35,质量损耗为4.18m g,经激光表面硬化后的样品耐磨性能61稀 有 金 属 与 硬 质 合 金第38卷提高3~6倍。

在我国,激光表面硬化已广泛应用于汽车缸套、活塞环、曲轴、凸轮轴及锭杆等易损件的处理加工中,特别是对小汽车缸套的热处理已取得明显经济效益,经激光表面硬化的汽车缸套可提高使用寿命2~3倍。

(2)激光熔覆及合金化。

激光熔覆及合金化均是在低熔点工件上生成高熔点合金层,借以提高材料的耐磨性与抗蚀性,两者有许多相似之处,主要区别在于前者为经激光作用后,其涂层的化学成分基本上不变化,即基体成分几乎没有进入涂层内。

激光熔覆及合金化已应用于各种阀门、气门、铸铁模具、汽轮机叶片及齿轮的齿面等,经过激光熔覆及合金化,可以大大提高零件的使用寿命,并增强其耐磨性能。

2.4 激光刻蚀、铣削与毛化激光刻蚀在微电子行业可用于半导体器件和芯片的加工,也可用于精密光学器件的加工,如用激光刻蚀加工半导体芯片和三维光栅。

利用激光的高密度能量,可对硬脆性难加工材料进行激光铣削加工(如利用脉冲激光铣削加工硬质合金和氧化铝陶瓷)。

利用脉冲激光还可以对轧辊进行毛化,经过毛化的轧辊轧制的汽车簿板具有着油漆牢固的特点[16];另外还可以利用激光对钢套等零件进行毛化,大大提高其耐磨寿命。

2.5 激光新材料制备技术采用激光技术进行新材料制备,现主要有物理气相沉积、激光化学气相沉积、激光诱导液相化学镀和激光诱导固相反应沉积等方法。

激光物理气相沉积(LPVD)主要是利用蒸发机理制膜,利用此法可制备非金属膜,也可制备金属膜(包括难熔金属膜)。

激光化学气相沉积(LCVD),是一种利用激光的局部高温、高能诱导反应气体发生化学反应沉积成膜的方法。

激光诱导液相化学镀(LIEP),可将基板样品直接放入镀液中,用激光辐照诱导反应沉积。

与普通化学镀相比,激光诱导化学镀沉积速度要快得多,镀层更加平整致密。

一般认为,激光诱导化学镀的机理是激光在局部产生高温,使照射区溶液迅速升温活化,分离出金属粒子,而基板表面同时被高温活化,吸附能力大为增强,所以使沉积易于进行[17]。

激光诱导固相沉积则直接采用激光诱导使固体膜发生作用,反应生成金属或合金沉积在基板上,利用此法可进行电路板布线。

2.6 激光快速成形技术自20世纪90年代初美国3D Systems公司开发出世界首台商品化的快速成形系统装置以来,快速成形技术得到蓬勃发展。

快速成形(Rapid Pro totyoing,简称RP)通过材料堆积,快速、精密地制造出实际零件,它体现了计算机辅助设计、数控、激光加工、新材料等学科和技术的综合利用[18]。

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